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粒径尺寸对红黏土持水曲线及孔径分布影响研究

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安徽建筑大学学报 2024年第2期32卷 1-6页

作者：陈波赵辛金徐伟皓安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601 衢州学院建筑工程学院浙江衢州324000 安徽省建设工程测试研究院有限责任公司安徽合肥230041

为探究粒径尺寸对红黏土的持水特性及孔径分布的影响,用轴平移技术和蒸汽平衡技术对不同粒径尺寸制备的红黏土压实样开展广吸力范围内的持水特性试验和压汞试验,基于不同粒径尺寸试样的持水曲线和孔径分布曲线,揭示粒径尺寸影响土体持... 详细信息

为探究粒径尺寸对红黏土的持水特性及孔径分布的影响,用轴平移技术和蒸汽平衡技术对不同粒径尺寸制备的红黏土压实样开展广吸力范围内的持水特性试验和压汞试验,基于不同粒径尺寸试样的持水曲线和孔径分布曲线,揭示粒径尺寸影响土体持水特性的细观机理。具体结论如下:(1)粒径尺寸只对压实样在低吸力范围的持水曲线产生影响,表现为粒径尺寸越小,制备试样进气值则越大。(2)不同粒径制备的饱和压实样均为单峰型孔径结构,且粒径尺寸越小,制备试样的集中孔径分布的峰值越高,分布的范围也越小,表明粒径越小的试样的孔径分布越均匀。(3)预测和实测持水曲线的比较结果显示,由于无法考虑土体干化路径下的孔隙比减小,孔径分布曲线可用于预测土体在对应吸力下的含水率,而预测饱和度低于实测的饱和度。

关键词：非饱和红黏土压实样粒径尺寸持水曲线孔径分布

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全吸力范围非饱和持水函数和渗透性函数的预测模型

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工程地质学报 2024年第1期32卷 285-294页

作者：李燕李同录李萍侯晓坤赵丹旗长安大学地质工程与测绘学院西安710054 黄土高原水循环与地质环境教育部野外科学观测研究站正宁745399 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

非饱和土的持水函数和渗透性函数是刻画其持水能力和水分运移的基本参数。由于物理机制不同,持水函数及渗透性函数在毛细阶段和吸附阶段的特征有显著差异。多数传统的持水和渗透性函数仅考虑了毛细阶段内,毛细水的持水和渗透特性,不能... 详细信息

非饱和土的持水函数和渗透性函数是刻画其持水能力和水分运移的基本参数。由于物理机制不同,持水函数及渗透性函数在毛细阶段和吸附阶段的特征有显著差异。多数传统的持水和渗透性函数仅考虑了毛细阶段内,毛细水的持水和渗透特性,不能表征吸附阶段内吸附水的特征。为使传统函数模型在吸附阶段也适用,以传统VG持水函数和VG-M渗透性函数为基础,用修正参数C(ψ)修正VG持水函数,并以此确定非饱和土的残余值ψr,区分毛细水的毛细流动和吸附水的薄膜流动。基于薄膜流动的特点,提出参数Γ(ψ),改进了传统VG-M渗透性函数在吸附阶段内低估非饱和渗透系数这一问题,从而建立了全吸力范围的渗透性函数模型。最后用3组持水及渗透性试验结果验证修正模型的合理性,结果表明修正持水函数模型和渗透性函数模型的预测结果在吸附阶段较传统模型更符合实测结果。

关键词：非饱和土全吸力范围持水曲线渗透性曲线薄膜流动

考虑变形效应的重塑黄土持水曲线及非饱和渗透系数函数

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水电能源科学 2022年第3期40卷 186-189页

作者：王晨胡海军西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

为研究考虑变形效应的重塑黄土持水特性与非饱和渗透特性,以兰州重塑黄土为试验土体,首先测试了不同孔隙比重塑黄土的持水曲线,并用考虑变形效应的持水曲线模型进行拟合;然后测试了浸水饱和试样的饱和体积含水率和饱和渗透系数,获得了... 详细信息

为研究考虑变形效应的重塑黄土持水特性与非饱和渗透特性,以兰州重塑黄土为试验土体,首先测试了不同孔隙比重塑黄土的持水曲线,并用考虑变形效应的持水曲线模型进行拟合;然后测试了浸水饱和试样的饱和体积含水率和饱和渗透系数,获得了孔隙比和饱和体积含水率的关系及孔隙比和饱和渗透系数的关系,进而应用间接法获得了考虑变形效应的非饱和渗透系数函数;最后通过实测某一孔隙比下的持水曲线和非饱和渗透系数曲线,检验了所建立考虑变形效应的持水曲线函数和非饱和渗透系数函数的可靠性。结果表明,考虑变形效应的持水曲线和非饱和渗透系数函数具有较好的可靠性。

关键词：重塑黄土变形效应持水曲线非饱和渗透系数

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基于孔径分布的全风化泥岩持水曲线推算

岩土力学 2018年第4期39卷 1337-1345页

作者：牛庚孙德安韦昌富颜荣涛桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004 上海大学土木工程系上海200444

采用压力板法、滤纸法和饱和盐溶液蒸气平衡法,分别对取自广西岑溪滑坡现场的全风化泥岩原状样进行了持水特性试验,得到全吸力范围内的持水曲线;用压汞试验测试经受不同吸力原状样的孔径分布,并用此分布曲线推算持水曲线。试验结果表明... 详细信息

采用压力板法、滤纸法和饱和盐溶液蒸气平衡法,分别对取自广西岑溪滑坡现场的全风化泥岩原状样进行了持水特性试验,得到全吸力范围内的持水曲线;用压汞试验测试经受不同吸力原状样的孔径分布,并用此分布曲线推算持水曲线。试验结果表明:全风化泥岩原状样的进气值为110 k Pa,用3种方法可测得全风化泥岩的全吸力范围内的持水曲线。全风化泥岩原状样的孔隙大小分布可认为单峰结构,其孔隙的孔径主要分布在10~1 000 nm,但也有孔径在50~300?m范围内的小部分孔隙存在,主要因为原状样中存在少量的原生裂隙。利用3个经受过不同吸力土样的孔径分布分别推算其持水曲线,3条曲线组合与实测值比较表明,用一次压汞试验结果(孔径大小分布曲线)预测全吸力范围内的持水曲线精度较低,而选取各自吸力范围段的预测曲线组合而成全吸力范围持水曲线,与试验数据更为接近。

关键词：持水曲线全风化泥岩压汞试验孔隙分布原状样

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均匀湿颗粒材料边界滞回持水曲线的物理模型

水利学报 2013年第10期44卷 1165-1174页

作者：张昭刘奉银张国平西安理工大学岩土工程研究所陕西西安710048 麻省大学阿姆斯特分校土木及环境工程系美国01003

非饱和土持水特性的滞回机理是土力学界的热点问题之一。将非饱和土看作"湿颗粒材料"并以"土-颗粒-系统"为视角更易认识其持水特性的滞回机理。以均匀湿颗粒材料为研究对象,用轴对称圆锥形孔隙内水分的充填和排出过程来模拟边界增、减... 详细信息

非饱和土持水特性的滞回机理是土力学界的热点问题之一。将非饱和土看作"湿颗粒材料"并以"土-颗粒-系统"为视角更易认识其持水特性的滞回机理。以均匀湿颗粒材料为研究对象,用轴对称圆锥形孔隙内水分的充填和排出过程来模拟边界增、减湿过程,提出一种物理模型以描述其滞回特性的物理内涵,并利用已有文献中3种砂土和2种含黏砂土的持水试验结果验证了该模型在表征均匀湿颗粒材料边界滞回持水曲线时的有效性。该模型的优点在于不仅对同种均匀湿颗粒材料滞回的边界减、增湿持水曲线可采用同一组具有物理意义的参数模拟,而且可反映孔隙水内封闭气泡对持水曲线的影响。

关键词：湿颗粒材料非饱和土球体颗粒持水曲线滞回

推求Gardner-Russo持水曲线模型参数的简单入渗法

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水利学报 2006年第9期37卷 1114-1121页

作者：邹朝望薛绪掌张仁铎武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 国家农业信息化工程技术研究中心北京100089 中山大学环境科学与工程学院广东广州510275

本文基于水平一维非饱和土壤水分运动规律,推求了Gardner-Russo持水曲线模型参数,获得了水平一维非饱和土壤水分运动中累积入渗量、入渗率、湿润峰、入渗时间之间的理论关系.用模拟的结果进行拟合,其决定系数为0.9969～0.9997.当获得土... 详细信息

本文基于水平一维非饱和土壤水分运动规律,推求了Gardner-Russo持水曲线模型参数,获得了水平一维非饱和土壤水分运动中累积入渗量、入渗率、湿润峰、入渗时间之间的理论关系.用模拟的结果进行拟合,其决定系数为0.9969～0.9997.当获得土壤饱和体积含水率、初始体积含水率、残余体积含水率和土壤饱和导水率,基于这些理论关系实现了Gardner-Russo模型曲线特征参数的求解.利用数值模拟数据和实验数据检验该方法,将用此方法估计的参数值与理论值进行比较,并进行了模型中参数的敏感性分析,结果表明本研究所求得的参数有较高的精度,为土壤水分运动参数求解提供了一种简单的土壤水分瞬时入渗法.

关键词：土壤水分渗流运动持水曲线 Gardner-Russo模型参数数值模拟

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

基于微孔填充和毛细管凝聚理论的持水曲线模型

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岩土力学 2021年第6期42卷 1549-1556页

作者：刘樟荣叶为民崔玉军朱合华王琼陈永贵同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 法国国立路桥大学纳维实验室法国巴黎77455

持水曲线是研究非饱和土的渗透、强度和体变等水力-力学特性的重要工具。大多数既有持水曲线模型未能反映非饱和土的持水机制或形式较复杂,且对双峰或多峰形态的持水曲线模拟效果欠佳。在分析非饱和土持水机制的基础上,将持水曲线划分... 详细信息

持水曲线是研究非饱和土的渗透、强度和体变等水力-力学特性的重要工具。大多数既有持水曲线模型未能反映非饱和土的持水机制或形式较复杂,且对双峰或多峰形态的持水曲线模拟效果欠佳。在分析非饱和土持水机制的基础上,将持水曲线划分为吸附和毛细持水域;再基于微孔填充理论,结合Kelvin定律,构建了吸附持水曲线模型;同时基于毛细管凝聚理论,结合Young-Laplace方程,构建了毛细持水曲线模型;然后通过吸附和毛细持水曲线模型的叠加,建立了全吸力范围内非饱和土的持水曲线模型。采用该模型对上海软土、西安黄土、南阳膨胀土、桂林红黏土、辽西风积土和内蒙古高庙子膨润土等6种代表性非饱和土的实测持水曲线进行了模拟。结果表明,该模型形式简单,参数物理意义明确,且反映了非饱和土的吸附和毛细作用持水机制,可适用于模拟不同条件不同类型土体的不同形状持水曲线。

关键词：非饱和土持水曲线微孔填充毛细管凝聚持水模型

一种基于持水曲线的市政污泥水分分布测试方法研究

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岩土工程学报 2021年第11期43卷 2112-2118页

作者：占鑫杰詹良通林伟岸陈云敏南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024 水文水资源与水利工程国家重点试验室江苏南京210029 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310058

市政污泥的脱水特性与其水分分布特性密切相关,对市政污泥的水分分布特性开展研究具有重要的理论意义。目前测试污泥水分分布曲线采用热重-差热分析方法,该方法中试样量仅有50 mg,测试结果复现性较差。拟提出一种基于持水曲线的市政污... 详细信息

市政污泥的脱水特性与其水分分布特性密切相关,对市政污泥的水分分布特性开展研究具有重要的理论意义。目前测试污泥水分分布曲线采用热重-差热分析方法,该方法中试样量仅有50 mg,测试结果复现性较差。拟提出一种基于持水曲线的市政污泥水分分布测试方法,并构建了新测试方法的理论框架。随后采用渗析法联合相对湿度法测试了市政污泥的水分分布曲线,并与传统的热重差热试验结果进行对比分析。研究结果表明,基于持水曲线的污泥水分分布测试方法具有如下特点:试验量多;测试过程中试样结构状态变化小;测试的结合能范围更广泛。

关键词：市政污泥水分分布特性水分结合能土水势持水曲线热重差热分析