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原状Q2黄土CT-三轴浸水试验研究

土木工程学报 2011年第10期44卷 98-106页

作者：方祥位申春妮陈正汉张伟后勤工程学院重庆科技学院

利用后勤工程学院研制的CT-多功能土工三轴仪,研究非饱和原状Q2黄土三轴浸水变形特性,并在浸水过程中利用CT技术对内部结构的变化进行无损的量测,得到内部结构演化的CT图像和相应的CT数据,从细观上解释了三轴浸水过程。基于CT数据定义... 详细信息

利用后勤工程学院研制的CT-多功能土工三轴仪,研究非饱和原状Q2黄土三轴浸水变形特性,并在浸水过程中利用CT技术对内部结构的变化进行无损的量测,得到内部结构演化的CT图像和相应的CT数据,从细观上解释了三轴浸水过程。基于CT数据定义结构性参数和结构演化变量;分析浸水过程中结构演化变量与净围压、偏应力和吸力的关系,浸水前的固结净围压、偏应力和吸力越大,浸水过程中结构演化越快。建立非饱和原状Q2黄土三轴浸水过程的结构演化方程,该方程为结构演化变量与偏应变、体应变和饱和度增量的关系,能同时反映净围压、偏应力和吸力等对结构演化的影响。利用提出的结构演化方程对试验数据进行拟合,拟合结果较理想。CT技术使土的细观结构研究达到定量阶段,为建立土的结构演化方程和结构性本构模型提供了试验基础。

关键词： Q2黄土三轴浸水试验 CT 细观结构结构演化方程

非饱和原状Q2黄土屈服硬化过程的细观结构演化分析

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岩土工程学报 2008年第7期30卷 1044-1050页

作者：方祥位陈正汉申春妮刘厚健王和文后勤工程学院建筑工程系 2. 重庆科技学院 3. 西北电力设计院

利用和CT机配套的多功能土工三轴仪,对非饱和原状Q2黄土在三轴剪切过程中内部结构的变化进行了动态、定量和无损地量测,得到了屈服硬化土样内部结构演化的CT图像和相应的CT数据,从细观上解释了屈服硬化过程。试验结果表明:原状Q2黄土内... 详细信息

利用和CT机配套的多功能土工三轴仪,对非饱和原状Q2黄土在三轴剪切过程中内部结构的变化进行了动态、定量和无损地量测,得到了屈服硬化土样内部结构演化的CT图像和相应的CT数据,从细观上解释了屈服硬化过程。试验结果表明:原状Q2黄土内部存在大量孔隙、裂隙、姜石等结构缺陷,初始结构具有各向异性,姜石的存在对CT数和方差影响较大。非饱和原状Q2黄土屈服硬化细观变形可大致分为微压密阶段、结构微调整阶段和压密快速发展阶段3个阶段。剪切过程呈现良好的以均匀变形为主的细观变形特点。提出利用CT数随偏应变或偏应力的关系确定屈服应力的新方法。宜用CT数来描述原状Q2黄土屈服硬化过程的结构演化规律,相同吸力下,随着固结净围压的增大,CT数变化率越大;相同净围压下,随着吸力的增大,CT数变化率越小。

关键词：非饱和土 Q2黄土三轴剪切 CT 屈服硬化结构演化

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河流复氧及其数值模拟的研究

河流复氧及其数值模拟的研究

作者：方祥位西安理工大学

学位级别：硕士

河流复氧研究对于河流污染治理具有重大的现实意义。本文在前人工作的基础上，实现了对河流复氧的数值模拟。具体工作包括： 1．回顾和评述了氧传质理论，对紊流数值模拟进行了分析和评价。为本文... 详细信息

河流复氧研究对于河流污染治理具有重大的现实意义。本文在前人工作的基础上，实现了对河流复氧的数值模拟。具体工作包括： 1．回顾和评述了氧传质理论，对紊流数值模拟进行了分析和评价。为本文模型的建立和完善打下了基础。 2．以氧传质理论为出发点，从水流紊动结构角度推导了液膜厚度的表达式，从而得到河流复氧系数公式。建立了三维河流复氧数学模型。 3．采用由泊松方程生成的适体坐标系处理不规则边界，将物理空间上的控制方程转换到计算空间，推导了计算空间上的离散方程。方程求解采用交替方向线迭代法（ADI），用SIMPLEC算法处理速度与压力的耦合，浓度场的求解采用“非耦合解”方法。编制了相应的计算机程序。 4．应用本文建立的数学模型，对明槽复氧试验资料进行了计算对比，结果吻合良好。并对一“S”形河段的复氧进行了计算预测，定性上是合理的。 5．对实际河流溶解氧数学模型进行了探讨。修正河流复氧系数，对水工泄水建筑物复氧进行了分析，讨论了生化耗氧及影响河流溶解氧的其它因素。

关键词：复氧氧传质理论紊流模型复氧系数数值模拟适体坐标系浓度场

膨润土–砂混合型缓冲/回填材料渗气规律试验研究

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岩石力学与工程学报 2015年第S1期34卷 3381-3388页

作者：汪龙方祥位申春妮李春海姚志华后勤工程学院岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室中国人民解放军75714部队重庆科技学院建筑工程学院

为研究高庙子膨润土–砂混合型缓冲/回填材料的渗气规律,利用改进的三轴渗气试验装置,对不同掺砂率、干密度和含水率的混合物试样进行一系列试验研究。结果表明:在试验研究的条件范围内,膨润土–砂混合物(含纯膨润土)的渗气系数为3.9×1... 详细信息

为研究高庙子膨润土–砂混合型缓冲/回填材料的渗气规律,利用改进的三轴渗气试验装置,对不同掺砂率、干密度和含水率的混合物试样进行一系列试验研究。结果表明:在试验研究的条件范围内,膨润土–砂混合物(含纯膨润土)的渗气系数为3.9×10-4~2.1×10-2 cm/s;膨润土–砂混合物的渗气规律遵循Darcy定律,但较高的气压力梯度对渗气系数值存在一定的影响;掺砂率、干密度和含水率均对混合物的渗气性质有影响,混合物的渗气系数随掺砂率增加呈指数形式增加,随干密度和含水率增加呈指数形式降低;在试验研究范围内建立了考虑不同条件下的混合物渗气系数的公式,与试验结果吻合较好。得到的一系列试验数据能为我国高放废物地质处置库的建设提供科学依据。

关键词：土力学膨润土–砂混合型缓冲/回填材料渗气系数掺砂率干密度含水率

高吸力下持水曲线的温度效应及其吸附热力学模型

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岩土工程学报 2012年第10期34卷 1877-1886页

作者：秦冰陈正汉孙发鑫方祥位刘月妙王驹后勤工程学院营房管理与环境工程系重庆401311 岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室重庆401311 核工业北京地质研究院北京100029

以高庙子膨润土为例,对高吸力下持水曲线的温度效应进行了试验研究和理论分析。试验结果表明,在试验范围内,随着温度升高,吸力平衡时间会显著缩短,持水能力会下降,高吸力段内持水曲线的滞后性亦会减弱;不同温度下的持水曲线大致彼此平... 详细信息

以高庙子膨润土为例,对高吸力下持水曲线的温度效应进行了试验研究和理论分析。试验结果表明,在试验范围内,随着温度升高,吸力平衡时间会显著缩短,持水能力会下降,高吸力段内持水曲线的滞后性亦会减弱;不同温度下的持水曲线大致彼此平行。依据吸附热力学与Le Chatelier原理,分析认为土吸附水总会放热,高吸力段内持水能力随温度升高而减弱是一个必然现象;在吸附热不随温度变化及不同温度持水曲线彼此平行的条件下,建立了高吸力段内持水曲线的温度效应模型,利用本文及文献中报道的相关试验结果对模型在全吸力范围内进行了验证。

关键词：膨润土温度持水曲线高吸力吸附热高放废物

浸湿对原状Q_2黄土微观结构与力学性质的影响研究

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岩土力学 2015年第S2期36卷 111-117页

作者：方祥位欧益希李春海李捷申春妮后勤工程学院土木工程系重庆401311 总参工程兵科研四所北京100850 重庆科技学院建筑工程学院重庆401331

改进了非饱和三轴浸水试验系统,通过调整吸力控制土样的浸湿程度;进行了环境电镜扫描和非饱和三轴压缩试验,研究了浸湿引起的Q2黄土微观结构变化和力学性质变化。微观结构测试表明,Q2黄土集粒间孔隙以引起中等或弱湿陷的中等孔隙为主;... 详细信息

改进了非饱和三轴浸水试验系统,通过调整吸力控制土样的浸湿程度;进行了环境电镜扫描和非饱和三轴压缩试验,研究了浸湿引起的Q2黄土微观结构变化和力学性质变化。微观结构测试表明,Q2黄土集粒间孔隙以引起中等或弱湿陷的中等孔隙为主;围压不变,随着浸湿程度的加深,孔径较大的集粒间孔隙相对含量逐渐减少,而孔径为10~20μm的孔隙相对含量逐渐增大。三轴压缩试验结果显示,不同浸湿程度的Q2黄土应力-应变关系均呈弱软化型,可分为偏应力随轴向应变快速上升、缓慢上升和缓慢下降至平稳3个阶段。分析了浸湿后Q2黄土的力学性质与微观结构特征之间的关系。引入微观结构参数,将微观结构特征与宏观力学性质联系起来,初步建立了考虑微观结构影响的Q2黄土本构模型。

关键词： Q2黄土环境电镜扫描微观结构非饱和三轴压缩本构模型浸湿

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Q_2黄土浸水前后微观结构变化研究

岩土力学 2013年第5期34卷 1319-1324页

作者：方祥位申春妮汪龙陈正汉成培江后勤工程学院岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室重庆401311 重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 重庆科技学院建筑工程学院重庆401331

对陕西蒲城电厂Q2黄土浸水前后的试样进行微观结构对比测试,得到了大量珍贵的微观结构图片。浸水前后Q2黄土的微观结构定性、定量分析表明:架空孔隙受力作用影响较大,对水的作用敏感;粒间孔隙对压力和水的作用相对较迟钝;Q2黄土的湿陷... 详细信息

对陕西蒲城电厂Q2黄土浸水前后的试样进行微观结构对比测试,得到了大量珍贵的微观结构图片。浸水前后Q2黄土的微观结构定性、定量分析表明:架空孔隙受力作用影响较大,对水的作用敏感;粒间孔隙对压力和水的作用相对较迟钝;Q2黄土的湿陷峰值压力大于200 kPa。随着压力的增大,Q2黄土的灰度熵、欧拉数和孔隙的面积比例、圆形度、定向度、分布分维减小;而颗粒的面积比例、圆形度、定向度、分布分维将增大;随着水的浸入,各量将继续减小或增大;浸水后孔径大于20 m的孔隙含量减少,孔径小于20 m的孔隙含量增加,湿陷的过程中大部分孔隙都在发生变化,大孔隙变成中、小孔隙,中、小孔隙则变为更小的孔隙。浸水前后微观结构的变化能较好地解释Q2黄土特殊的湿陷性。

关键词： Q2黄土浸水微观结构湿陷性

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高庙子膨润土-砂混合料的三向膨胀力特性

岩石力学与工程学报 2013年第1期32卷 200-207页

作者：孙发鑫陈正汉秦冰方祥位边诚刘月妙王驹后勤工程学院岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室重庆401311 后勤工程学院营房管理与环境工程系重庆401311 核工业北京地质研究院北京100029

对不同干密度和含砂率高庙子膨润土-砂混合缓冲/回填材料的试样进行一系列三向膨胀力试验研究,结果表明,混合料三向膨胀力均随干密度呈指数关系递增,随含砂率呈指数关系递减。混合料存在各向异性,竖向膨胀力大于水平向膨胀力;含砂率和... 详细信息

对不同干密度和含砂率高庙子膨润土-砂混合缓冲/回填材料的试样进行一系列三向膨胀力试验研究,结果表明,混合料三向膨胀力均随干密度呈指数关系递增,随含砂率呈指数关系递减。混合料存在各向异性,竖向膨胀力大于水平向膨胀力;含砂率和干密度均对试样的各向异性产生影响;当含砂率大于30%以后,含砂率的增加对其各向异性影响较小;混合料的各向异性随干密度的增大更加显著,并逐渐趋于稳定;对各向异性的机制进行分析,提出基于体积率的膨润土干密度这一指标,建立高庙子膨润土及其含砂混合料三向膨胀力的经验模型,并对模型进行验证和应用,研究成果可为高放废物深地质处置库中的缓冲/回填材料设计提供参考。

关键词：土力学膨润土-砂混合缓冲回填材料三向膨胀力各向异性体积率经验模型

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原状Q2黄土结构损伤演化的细观试验研究

水利学报 2008年第8期39卷 940-946页

作者：方祥位陈正汉申春妮张伟后勤工程学院建筑工程系 2. 重庆科技学院

利用和CT机配套的多功能土工三轴仪,对原状Q2黄土在三轴剪切过程中内部结构的变化进行了动态、定量和无损的量测,得到了软化破坏土样内部结构演化的CT图像和相应的CT数据,从细观上解释了软化破坏过程。试验结果表明,原状Q2黄土内部存在... 详细信息

利用和CT机配套的多功能土工三轴仪,对原状Q2黄土在三轴剪切过程中内部结构的变化进行了动态、定量和无损的量测,得到了软化破坏土样内部结构演化的CT图像和相应的CT数据,从细观上解释了软化破坏过程。试验结果表明,原状Q2黄土内部存在大量孔隙、裂隙、姜石等结构缺陷,初始损伤明显且具有各向异性。原状Q2黄土软化破坏细观变形可大致分为4个阶段,即微压密阶段,损伤开始阶段,损伤快速发展阶段和损伤减缓发展阶段。剪切过程呈现以局部变形为主的细观变形特点,但整体上CT数减小,方差增大。用CT数和方差均可较好的描述原状Q2黄土软化破坏的损伤演化规律,随着含水率和固结围压的增大,CT数和方差变化率越小。

关键词：原状Q2黄土三轴剪切 CT 软化破坏损伤演化 CT数