新疆某黄土的土水特征及其分形描述

本研究采用新疆某引水渠道边坡的黄土填料进行土水特征曲线试验,研究压实度和应力水平对土料的土水特征的影响规律。针对试验结果,本研究首先采用经典的van Genuchten模型进行曲线拟合。然后采用分形理论进行土水特征曲线的比较分析。结果表明:(1)随着压实度的增加,土水特征曲线向下移动;随着轴向应力的增加,土水特征曲线也会有所下移;(2)相应于孔隙分布,该土料的土水特征曲线具有明显的分形特性;(3)在相同压实度下,不同应力水平的SWCC分形拟合基本平行。采用本文所述的分形方法,在已知不同应力水平下的孔隙率时,可较为合理的从一个应力水平下的土水特征曲线推求其它应力水平下的土水特征曲线。     

应用一步流动法快速测定土水特征曲线试验研究

实验室常用压力板仪进行常规试验测定粉土土水特征曲线（SWCC）,需耗费数月时间,效率不高。对快速测定粉土SWCC进行了试验研究：采用压力板仪对粉土试样开展一步流动法试验;同时,用Hydrus-1D建立一维水分运移模型;结合模型对干密度为1.78 g/cm3粉土试样中溢出水量随加压时间的关系曲线进行拟合,并得出VG模型中难以实测的参数α和n;根据参数反算出粉土试样SWCC并和压力板仪常规试验的SWCC进行对比。为了消除试验中加载压力过大可能造成的固结对试验结果的影响,还对干密度为1.65 g/cm3的粉土试样进行固结试验使其干密度增大为1.78 g/cm3,再对固结后粉土试样分别进行常规试验和一步流动法试验。对由两种试验得到的固结粉土的SWCC与初始干密度1.78 g/cm3粉土由两种试验实测的SWCC进行了比较。结果表明：① 一步流动法试验拟合的SWCC与常规试验实测的SWCC重合度高;② 一步流动法试验具有快速性和有效性;③ 由Hydrus-1D建立的一维水分运移模型得出的SWCC与常规试验实测的SWCC接近;④ 一步流动法试验结果不会受到固结的影响。     

非饱和土土-水特征曲线试验及在工程中的应用

利用Fredlund SWCC仪器控制从0～1 500 kPa的吸力,并测得相应吸力的含水量,再用MATLAB软件对试验结果进行拟合,得到土-水特征曲线.将所得土-水特征曲线应用到数值模拟软件中得到考虑地下水作用时的地表沉降曲线,以Peck公式计算得到的地表沉降曲线为参考,并将此曲线与不考虑地下水作用的数值模拟所得到的地表沉降曲线进行对比,其结果与工程实测曲线吻合较好,验证了应用本文提出的计算方法的可靠性和适用性.     

风化花岗岩土的持水特性研究

以不同风化程度的花岗岩双层土质边坡土体为研究对象,利用压力板法和饱和盐溶液蒸汽平衡法,研究了在全吸力范围内压实样的持水特性。实验结果表明,全风化土的进气值和残余吸力值均低于残积土的,且过渡区呈线性有较大的坡度。花岗岩风化程度差异产生不同的风化产物,影响土体的矿物成分与孔隙结构进而控制土体的持水特性。通过X-射线衍射实验分析土样的黏土矿物成分,采用硅酸盐化学全分析土体的化学成分和风化成矿情况,研究矿物成分对土体持水特性的影响;最后通过扫描电镜与压汞实验,验证分析孔隙结构与分布对持水特性的影响。     

平行试样土水特征曲线及其力学性质的试验研究

基于压力板仪对相同制样参数的8个三轴试样进行SWCC试验,对比试样土水特征曲线的差异,并对试验完成后的7个有效三轴试样进行无侧限抗压强度试验。通过对比研究剪切力与剪切位移关系、峰值强度与饱和度关系等内容,对试样的力学性质进行研究,并通过饱和度时程曲线对其结果进一步分析。研究结果表明:即便是相同条件制备的试样,其SWCC之间也会存在差异性,并与一定基质吸力范围相对应,但随着基质吸力增大,SWCC趋于一致;在SWCC试验后,由于高基质吸力下试样的平衡饱和度差异极小,试样的峰值强度与平衡饱和度没有必然联系;在一定基质吸力范围内,饱和度时程曲线相近的试样,最终的力学特性也相近,考虑这一基质吸力范围对应的孔隙在试样中占主导地位,因此这段时程曲线可以为试样均一性的研究提供一定思路。     

高吸力下高庙子钙基膨润土的土水-力学特性

高庙子钙基膨润土具有明显的湿胀干缩特性,吸力变化会引起持水状态和孔隙比的变化。用蒸汽平衡法测得高吸力段（3～287 MPa）高庙子钙基膨润土的土水特性和变形特性。分析比较了吸力路径、试样初始孔隙比、应力加载历史以及土体结构对土水特性、变形及吸力应力的影响。研究表明,脱湿和吸湿过程中孔隙比的差异会引起体积含水率和饱和度的滞回。饱和度与吸力间关系受试样初始孔隙比和孔隙结构影响较大,与应力加载历史无直接关系。由吸力引起的吸力应力随吸力的增大而非线性增大,并在较高吸力时趋向于一定值。吸力应力受吸力路径、初始孔隙比以及孔隙结构的影响。     

考虑滞后效应与吸附作用的非饱和土SWCC分形模型

传统土-水特征曲线(SWCC)模型的研究仅考虑了土壤基质势的毛细组分而忽略了吸附组分,高估了土壤在低饱和度范围的基质吸力。针对该问题,假设土壤孔隙系统可用一簇带有孔喉的毛细管表示,且其孔径分布服从分形规律。在此基础上将土壤中水分运移分为2个阶段,即毛细水与吸附水共同参与水分运移阶段,以及仅吸附水参与水分运移阶段,推导得到了可以反映全基质吸力范围土壤持水特征及滞后效应的SWCC模型。最后采用已有的试验数据与研究结果对得到的本构模型进行验证,结果表明所提出的SWCC模型预测曲线与试验数据吻合良好,且相比已有方法可更好地描述非饱和土SWCC的持水特性,证明了该模型的合理性与可行性。     

膨胀土自然边坡吸力和饱和度量测

为查明非饱和膨胀土边坡中吸力和饱和度(体积含水量)的变化和规律,以及降雨对吸力和饱和度的影响。在湖北襄樊某高速公路旁的天然边坡设立观测井,并埋设热传导探头和含水量探头,进行了为期2 个月的观测。通过精度较高的多项式的拟合获得的土-水特征曲线,得出进气值和残余饱和度对应的基质吸力。根据土-水特征曲线,获得非饱和土的渗透系数,为工程设计提供了必要的参数,同时解释了非饱和膨胀土的吸力随深度变化的规律和原因。     

高庙子膨润土的土水特征曲线

近年来，用于高放废物深地质处置工程屏障的高压密膨润土越来越受到关注。经过全国范围内的比较和筛选，内蒙古兴和县高庙子膨润土矿床被确定为我国高放废物处置库缓冲材料的首选矿床。采用渗析法和水汽平衡法来控制吸力技术，通过上水特征曲线测定试验、环境扫描电镜和乐汞试验，研究高庙子高压密膨润土在不同吸力下的持水特性及其微观结构特征。利用压汞试验结果推算膨润土在恒体积条件下的土水特征曲线，并与实测数据进行比较。研究结果表明：在不同吸力作用下，膨润土的持水特性与其微观结构之间有着密切关系。     

基于开放性信息平台的能源管理信息系统研制

在介绍现代通信技术、智能测控技术、自动控制技术等领域最新成果的基础上,采用自主研发的基于SWCC协议的开放接入信息平台,运用ZigBee无线传感器网络实现信息的传递,有效解决了不同厂家、不同接口监测设备的信息接入问题.使用嵌入式系统数据存储方法,在提供Web互联网服务的同时,消除了系统数据存储过程的安全隐患.遵循实用性、可扩展性、开放性、标准性、规范性、专业性和经济性的系统设计原则,进行了卷烟企业动力能源信息管理系统的研制.