干密度和粒径对非饱和尾矿砂土水特征曲线的影响

为了得到干密度与粒径对非饱和尾矿砂土水特征曲线的影响规律,利用GEO-Experts压力板仪,开展了不同干密度、粒径的尾矿砂土-水特征曲线试验,探讨了干密度与粒径对尾矿砂土水特征曲线的影响,并采用F-X模型对试验数据进行拟合。结果表明:尾矿砂粒径越小,进气值越高,残余含水率越大,且小于0.25 mm粒径的含量增加能有效提高尾矿砂的持水能力;干密度对尾矿砂土水特征曲线的影响集中表现在过渡阶段,粒径相同时随着干密度的增大,脱水速率减小,残余含水率增大,但残余基质吸力基本不变;F-X模型对于尾矿砂土水特征曲线具有较高的拟合精度,能较好地反映尾矿砂的持水性能。     

测定砂土水分特征曲线的一种简易方法

土壤水分特征曲线反映了土壤含水率与吸力之间的关系,是研究土壤水分流动和溶质运移的基础数据。对于砂性土,提出一种测定水分特征曲线的简易试验方法,即对砂柱进行逐级排水,获得排水量与自由面(潜水面)高度的关系曲线,将其转化为水分特征曲线。采用这种砂柱试验测定了地大粗砂的土壤水分特征曲线,得到了良好的"S"型曲线,能够用Van Genuchten公式进行拟合。砂柱试验结果与压力膜仪法实测的和Arya-Paris模型间接推求的土壤水分特征曲线具有一致性。与现有测定方法相比,砂柱实验具有原理简单、准确度较高、成本低的优势。     

考虑干密度和压实含水率影响的弱膨胀土土水特征曲线研究

通过采用常规压力板仪对压实含水率、制样干密度、土样结构等3种因素对非饱和弱膨胀土土水特征曲线的影响进行研究,通过采用Van Genuchten模型、Fredlund-Xing模型,通过最小二乘法对所测土水特征曲线进行拟合,着重分析了土样孔隙结构对土水特征曲线的影响。结果表明,常用的土水特征曲线模型Van Genuchten模型和Fredlund-Xing模型均可较好地对压实膨胀土样和原状样土水特征曲线进行拟合,但对于石灰改性膨胀土Fredlund-Xing模型的拟合效果较好。     

粒径对土持水性能的影响

 进行不同粒径土样的持水特性试验,对吸湿与脱湿过程中的土–水特征曲线与滞后现象进行分析,探讨粒径对土持水性能的影响。利用D. G. Fredlund和A. Xing的土–水特征曲线模型对试验数据进行拟合,得到模型拟合参数与土–水特征曲线参数的定量关系。结果表明：参数a与进气值呈线性增加趋势,参数m随着残余基质吸力的增大而减小,参数n也随着减湿率的增大而减小。随着有效粒径的增大,进气值、进水值、残余基质吸力在半对数坐标上均随之呈现线性减小,减湿率呈二次函数增长。滞后效应随着有效粒径的增大而减小,同样随着粒径级配累积曲线斜率的增大而减小。     

土水特征曲线参数的概率统计及敏感性分析

为了研究不同类型土体的土水特征曲线(SWCC)特性,以Fredlund-Xing模型的3种模式及van Genuchten模型的3种模式为SWCC拟合模型,以MATLAB编程语言中的3种函数为拟合方法,以UNSODA数据库中的黏土、砂土、广西膨胀土及合肥膨胀土为研究对象,对大量的基质吸力-体积含水率数据进行了曲线拟合及参数统计,分析了拟合模型与拟合方法对模型参数的影响,得到了这4类土的SWCC参数概率分布特征;提出了考虑变量间相关性时对体积含水率进行参数敏感性分析的计算公式。拟合结果表明：拟合方法对SWCC参数有一定影响;在低吸力部分,各种拟合模型的SWCC基本一致;在高吸力部分,FX2与VG2、FX3与VG3的SWCC基本一致;体积含水率对参数a的敏感性很小,对参数n与m的敏感性较大。     

土水特征曲线边界参数的研究

在室内土水特征曲线试验的基础上,利用Origin软件对饱和脱湿过程和干燥吸湿过程中获取的边界条件下的试验数据进行拟合分析,结果表明Van Genuchten模型拟合的相关性较高,适合于描述土水特征曲线的边界曲线,这也为进一步研究扫描曲线的表达式提供良好的基础。     

净平均应力对非饱和重塑黄土渗水系数的影响

为了研究净平均应力对非饱和重塑黄土渗水系数的影响,本文借助考虑净平均应力影响的广义土水特征曲线,应用间接方法预估渗水系数。对重塑黄土试样进行了四个控制净平均应力为常数而基质吸力逐步增大的三轴收缩试验。采用Van Genuchten模型对试验获取的土–水特征曲线进行拟合,通过拟合的连续曲线预测了不同净平均应力下非饱和重塑黄土的渗水系数。结果表明:净平均应力对土–水特征曲线的影响有明显规律,同一基质吸力下,净平均应力越大,试样的体积含水率越小,在一定吸力范围内,体积含水率与取对数基质吸力的关系曲线近似呈直线;渗水系数随基质吸力的增大而减小,同一基质吸力下,净平均应力越大渗水系数越小,较低净平均应力下基质吸力与取对数渗水系数的关系曲线近似呈直线,随着净平均应力的增加,关系曲线变为明显的折线。所得的成果为预测黄土地区高填方的增湿变形、降雨入渗下的边坡稳定性评价等方面提供了科学依据。     

干密度对重塑花岗岩残积土土水特征曲线影响

采用压力膜仪法对深圳市福田区某基坑底部的花岗岩残积土重塑土样进行不同干密度下的土水特征曲线试验,研究不同干密度对花岗岩残积土土水特征曲线的影响,并采用Van Genuchten模型、FredlundXing模型及Gardenr模型进行土水特征曲线拟合,以给工程设计提供参考。试验结果表明:不同干密度对土水特征曲线有显著影响,且主要影响土水特征曲线的过渡段,干密度越大其持水性能越强、进气值越大; 3种模型均可较好模拟花岗岩残积土重塑样土水特征曲线。     

新型旋流沉砂池的除砂率数值模拟

采用MRF模型和DPM模型对某污水厂新型旋流沉砂池(1×104m3/d)的除砂效率影响因素进行数值模拟,考察进水流量、搅拌桨高度及转速与砂粒去除率之间的关系,并将模拟结果与实测结果进行对比验证。结果表明:①砂粒去除率与进水流量成反比;当进水流量一定时,砂粒去除率与转速呈抛物状曲线关系;进水流量越大,最佳转速也越大,但对应的砂粒去除率则越小,且转速对砂粒去除率的影响亦越显著。②当转速为15 r/min时,砂粒去除率与搅拌桨高度呈现两种抛物状曲线关系;在不同进水流量下,搅拌桨最佳高度为150 mm左右。③当进水流量为400m3/h时,不同搅拌桨高度下砂粒去除率与转速呈抛物状曲线关系,搅拌桨高度与最佳转速呈现两种抛物状曲线关系;最佳搅拌桨高度应设在140～150 mm之间,最佳转速在15～25 r/min之间,对砂粒的最高去除率在60%～65%之间。     

多功能共振柱刚性试件试验的可靠性分析

对我国自行研制的多功能共振柱试验机测试刚性试件动剪切模量的可靠性进行研究,提出了一种修正系数方法,给出了测试刚性试件时的自振和共振修正曲线。试验中,6个不同刚度试件10次自振试验和10次共振试验的频率误差最大均不超过4%,10次自振试验曲线之间的相关性也很好。比较了3种修正系数拟合模型,给出了修正曲线最佳拟合方式。对3种已知模量的刚性试件进行了自振和共振试验,采用修正曲线得到的结果与已知值的最大误差不超过10%。表明提出的修正系数方法和修正曲线可靠,新设备测试精度和稳定性良好,可用于小应变范围内硬质材料动剪切模量的实际测试。