膨胀土裂隙问题研究现状及展望

从膨胀土的基本特性出发,阐述了膨胀土裂隙的萌生与发展过程,分析指出了裂隙对膨胀土强度的控制作用。在对已有膨胀土裂隙研究方法和研究成果总结归纳的基础上,指出今后应改进裂隙量测手段和计算描述方法。建议采用电阻率法、超声波法、CT法、流液法、理论推算法、光学图像分析法探讨裂隙的量测手段;通过相关力学理论和土工试验,建立裂隙萌生与发展的数学物理模型;进一步改进膨胀土裂隙的观测方法,确定裂隙量化指标,加强有关软件的二次开发,将研究成果应用于实际工程中。     

宁夏膨胀土膨胀变形特征的试验研究

本文对宁夏膨胀土进行了膨胀变形试验，结果表明，膨胀土的膨胀变形受含水量、干密度和压力的影响。膨胀量是含水量的线性函数，膨胀量的对数与压力的对数呈直线相关。这一结果应用于工程实践中，简化了膨胀土地基的膨胀量的计算公式，得到了较好的结果。     

浸水历时对裂隙膨胀土渗透性的影响

许多与膨胀土有关的工程问题都与其渗透性有关,由于膨胀土的胀缩性,裂隙膨胀土的渗透性会随渗透历时而逐渐变化。利用柔性壁渗透仪对重塑膨胀土进行了渗透试验,分别研究了有无裂隙、浸水历时长短等对膨胀土渗透性的影响规律。结果表明:有裂隙时膨胀土渗透系数比无裂隙时大2个数量级左右;浸水后,裂隙膨胀土的渗透性迅速显著降低,大约2 d~3 d后趋向稳定,稳定后渗透系数约比浸水前低1~2个数量级,与无裂隙膨胀土接近。为工程设计和数值计算提供参考。更多还原     

湿干循环作用下膨胀土胀缩裂隙演化特征

压实度是各类填筑工程施工中的关键指标,自由膨胀率是衡量膨胀土膨胀性的核心指标,探明压实度、自由膨胀率与胀缩裂隙演化特征的关系对工程建设是必要的。选择自由膨胀率分布于51%～115%的5种膨胀土并将其压实度分别控制为85%、90%、95%和100%,研究其在历经4次湿干循环作用后的裂隙特征参数。研究结果表明:增大压实度能有效地抑制裂隙在长度和宽度上的开展并减少裂隙条数,尤其是对具有中、高自由膨胀率的膨胀土,进而有效地降低表面裂隙率;裂隙宽度的大幅减小是压实度增大后表面裂隙率下降的主要原因;裂隙特征参数均会随着自由膨胀率的增大而增大,尤其当自由膨胀率达到强膨胀潜势时,裂隙特征参数的增幅更为显著。     

膨胀土裂隙演化及其研究方法综述

裂隙性是膨胀土的基本特性之一,膨胀土原生裂隙因其所处环境改变时裂隙发生演化,由此引起膨胀土强度衰减和渗透性质增大.文章从裂隙产生及演化机理出发,阐述了膨胀土裂隙在水分、温度及应力作用下的裂隙演化规律,对膨胀土裂隙在宏观、细观、微观尺度进行研究方法概述,分析了裂隙演化对膨胀土工程性质的影响,针对裂隙演化的研究现状,提出了...     

裂隙对膨胀土强度影响的试验研究

通过对膨胀土样进行不同次数的无约束干湿循环,得到了不同裂隙开展程度的膨胀土样,对不同裂隙开展程度的膨胀土饱和试样进行了直剪试验,并首次进行了三轴试验,研究了膨胀土饱和强度随裂隙开展而变化的规律。试验结果表明,膨胀土饱和强度随干湿循环次数呈双曲线关系衰减。对不同裂隙开展程度的膨胀土试样进行拍照,反映了试样裂隙的开展过程,结合直剪试验和三轴试验结果说明,正是裂隙的开展使得膨胀土强度降低。通过对试验结果的分析,指出膨胀土强度指标的选取应考虑裂隙开展的影响,并给出了选取标准。     

受裂隙影响的膨胀土边坡稳定性分析

为分析膨胀土边坡的坡表裂隙深度及裂隙中水压力对边坡稳定性的影响,采用严格的极限平衡条分法对边坡进行定值法计算,在此基础上采用蒙特卡罗模拟法对边坡进行可靠度分析。结果表明,当裂隙中无水压时,边坡的安全系数及可靠指标随着裂隙深度的增加而缓慢减小;在裂隙中充满水时,边坡的安全系数及可靠指标随着裂隙深度的增加而快速减小。实践中应及时采取有效措施防止裂隙的产生与发展,同时避免地表水进入裂隙。     

干湿循环下膨胀土裂隙发育与导电特性

干湿循环引起膨胀土裂隙开展,进而对土体的土水特性产生重要影响。首先进行了不同干密度、含水率状态下均质无裂隙试样的导电性能试验,认为试样电导率与干密度、含水率呈线性关系,可采用多元线性函数进行拟合。用远距离光学显微镜观测了膨胀土裂隙发生发展过程,利用图像灰度熵评价裂隙形态,试验过程中同时测定了试样的含水率和电导率,获得了干湿循环下土体灰度熵-含水率-电导率的关系。结果表明:随着含水率的降低,灰度熵逐渐增大,电导率逐渐减小;含水率对电导率的贡献逐渐降低,裂隙对电导率的贡献逐渐增大。当失水到一定程度时,裂隙对电导率的贡献几乎不变,此时表明裂隙已开展稳定;浸水过程中,裂隙部分闭合,灰度熵减小,电导率增大。经历多次干湿循环的试样,灰度熵和电导率均有所降低,表明土体结构产生了不可逆的改变。     

铁离子作用下膨胀土干湿循环裂隙演化机制

为探究重金属Fe³⁺作用下膨胀土干湿循环裂隙演化机制,以不同浓度Fe₂(SO₄)₃溶液作用的饱和膨胀土为对象,开展干湿循环裂隙试验、扫描电镜(SEM)试验与X射线衍射(XRD)试验,研究Fe³⁺作用下膨胀土干湿循环裂隙、微观结构和矿物成分的演化规律及机制。结果表明：相同干湿次数下,随Fe³⁺浓度增加,土体裂隙面积率下降;随干湿次数增加,相同浓度土体裂隙面积率总体上升;Fe³⁺作用下,粒间孔隙波动性微变,黏土矿物晶体结构损伤,晶层间距减小;干湿作用后,粒间孔隙剧增,土体结构破坏,晶体损伤加剧。总结出Fe³⁺作用下膨胀土干湿循环裂隙演化机制为：水分子在土体内反复迁移,劣化土体结构,形成拉应力,导致裂隙产生;Fe³⁺则在一定程度上缩小颗粒间距,增强抗拉强度,降低拉应力,抑制了裂隙发育。     

深层裂隙发育型膨胀土边坡变形演化特征研究

深层原生裂隙在膨胀土地层中普遍存在，沿裂隙面的深层滑动是膨胀土边坡失稳的重要模式。为掌握深层裂隙性失稳模式下膨胀土高边坡的变形演化特征，开展了高边坡开挖卸荷的现场原型试验。由试验测得了从稳定发展至破坏过程中边坡的水平位移，获得了滑裂面几何形态，进而推导了深层裂隙性失稳模式的力学机制；采用位移速率幂指数作为边坡变形演化趋势的量化参数，分析了开挖速率及降雨对边坡变形状态的影响；按变形发展快慢趋势，将边坡变形划分为缓慢稳定、缓慢失稳、短时失稳和快速失稳4种状态类别，并提出定量判别阈值；根据不同变形状态下边坡的位移速率及其幂指数的分布规律，提出了适用于膨胀土深层裂隙性滑坡的预警方法。所得成果为膨胀土边坡变形控制和滑坡预警提供了理论和试验依据。     

基于Sigmoid函数的膨胀土膨胀时程试验研究

为了探究膨胀土的膨胀变形与时间的关系,通过改变膨胀土的初始含水率、压实度和上覆荷载,对南宁膨胀土进行了一系列室内有荷膨胀试验,得到了不同初始条件下膨胀土有荷膨胀的时程特性及其变化规律。引入Sigmoid激励函数,建立了耦合初始含水率、压实度和上覆荷载的3因素膨胀土膨胀时程模型,并确定了相关的模型参数。分析表明,模型参数的物理意义明确,模型计算结果与实测结果非常吻合,验证了模型的可靠性。研究结果可为膨胀土的有荷膨胀变形计算提供可靠的理论依据。     

水资源脆弱性评价研究进展

水资源是影响区域、国家甚至全球环境可持续发展的关键,水资源脆弱性是制约水资源安全的基础性问题。本文从水资源脆弱性的概念、评价指标体系和评价方法方面,综述了国内外水资源脆弱性评价的研究进展,并对其未来的发展方向进行了展望。     

膨胀土边坡稳定中的吸力预测

膨胀土边坡土体中的吸力变化直接影响到其边坡的稳定性，而吸力的测量却非常困难.本文采用人工神经网络技术进行吸力的预测研究，研究结果表明其预测效果十分有效，可在实际工程中推广应用，这对膨胀土边坡稳定的早期预报非常有利。     

防洪减灾研究进展

中国水利水电科学研究院的防洪减灾系统化研究始于1990年代。30年来,在跟踪国际相关科技发展前沿的同时,结合中国实际和防洪减灾工作需求,建立了洪水风险管理理论体系,为中国防洪减灾策略的战略调整提供了理论支撑,并持续开展了洪水分析、洪水预报、洪水调度、洪水损失评估、工程安全分析、情景分析、信息分析及表达、防洪决策支持等理论和方法研究,开发了相应的技术、模型和产品,不断推动其实际应用,引领了中国防洪减灾领域科技的进步,为中国防洪减灾事业的发展提供支撑与保障。     

反硝化除磷工艺影响因素研究进展

概述了反硝化除磷工艺原理,介绍了关于碳源、硝酸盐和亚硝酸、温度、pH值、HRT、SRT等影响因素的研究进展,并分析了该反硝化除磷技术的发展前景,建议开展关于反硝化除磷工艺厌氧阶段、以NO3^--N和NO2^--N为电子受体的缺氧阶段各影响因素的多因素正交试验研究。     

截面高度对钢筋混凝土梁裂缝分布影响的试验研究

为建立混凝土结构裂缝验算的统一公式,通过试验研究了截面高度对钢筋混凝土简支梁裂缝分布形态、裂缝间距和裂缝宽度的影响规律。根据裂缝的产生机理、延伸发展特征和宽度变化规律提出了分型统计的原则,进行各类型裂缝数量、平均裂缝间距、平均裂缝宽度及最大裂缝宽度分布规律的分型统计分析。明确了结构设计中裂缝宽度验算对应的裂缝形态特征的物理意义,即该裂缝为在后续各级荷载作用下,因开裂截面钢筋拉应力和混凝土受拉区高度的持续增大而得以持续延伸到中和轴附近的主裂缝。提出了以纵向受拉钢筋直径为变量的有效受拉截面高度的计算方法,提出了考虑截面高度与有效配筋指数耦合影响的平均裂缝间距计算模式。     

水岩相互作用的研究进展

水-岩相互作用是近地表环境演化的主要驱动力之一。地下水从补给区到排泄区,水化学特征往往呈现明显的分带规律,这是地下水动力场驱动下水-岩相互作用和环境共同作用的结果。本文从水-岩相互作用对地下水化学性质的影响、对岩石力学性质的影响、水-岩相互作用过程模拟3个方面阐述了目前水岩相互作用的研究进展,并对研究过程中存在的问题进行了总结与展望,为今后的水-岩相互作用相关研究提供理论指导。     

防洪减灾理论及技术研究进展

水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心(以下简称减灾中心)成立于2002年,长期致力于防洪抗旱减灾方面的研究工作,为我国防洪减灾领域一支举足轻重的科研力量.总结了减灾中心在防洪减灾国家战略、洪水运动及致灾机理、洪水预测预报、洪水调度、洪水损失评估、防汛决策支持、工程抢险技术等方面理论及技术取得的学术成果,有效支撑了行业防洪...     

农业非点源污染研究进展

国外农业非点源污染研究起步于20世纪60年代,非点源污染研究的历史已有40多年,各国科学家系统地探索了非点源污染物污染特征、类型、单场暴雨、长期平均污染负荷输出和模型模拟等方面的研究,并付诸管理实践等方面的研究。我国的非点源污染相关研究起步较晚,往往局限于狭义的非点源污染的研究。在简单介绍我国农业非点源污染研究的基础上,指出不足,并提出改进建议。     

膨胀土裂隙的量化指标与强度性质研究

利用远距光学显微镜对重塑膨胀土中在自然风干条件下的裂隙发展变化进行了动态的、定量的观测，对不同裂隙发育程度的膨胀土进行了不排水、不排气的非饱和三轴多级剪切试验。试验结果表明，裂隙图像的灰度熵可以很好地表征裂隙的发育发展程度，适合作为膨胀土裂隙发育程度的度量指标。环境温度较高、湿度较低有利于膨胀土中裂隙的发育发展。膨胀土中裂隙发展是一个长期的、渐进的过程，初期裂隙发展速度较快，后期大大减缓。裂隙膨胀土的强度指标与饱和度和裂隙度呈线性关系，土体裂隙不发育时，饱和度是影响强度的主导因素，而饱和度较低时，裂隙对膨胀土强度的影响占主导地位。