温度影响下不同级配生土材料吸湿性能的研究

采用饱和盐溶液法,研究了9种级配生土材料在不同温湿度环境下的吸湿性能。研究结果表明,当环境温度在10~30℃之间时,生土材料的平衡含湿量随着温度的升高呈现出先增大后降低的趋势,在20~25℃区间内平衡含湿量达到最大。低温环境下,级配对生土材料吸湿量的影响相对较小,吸湿速率相对较慢。当土、沙、石比例为28∶67∶6时,生土材料吸湿性能相对较差(最大平衡含湿量约为2.66%);而当土、沙、石比例为45∶13∶42时,生土材料吸湿性能相对较好(最大平衡含湿量约为3.95%)。由此可见,小粒径成分含量高的生土材料展现出更好的吸湿性能。此外,采用数据拟合的方法对不同吸湿性能预测模型进行分析,最终修正了温度因子对预估数值的影响,且修正系数与温度之间符合二次函数关系α=-0.0656t2+0.4185t+0.3033,相关性系数高达0.9354。上述结论为生土材料平衡环境温湿度性能的量化计算提供了科学便捷的方法。

生土材料的吸放湿试验与调湿性能分析

通过实验测试了粘土原料和生土材料的平衡含湿率和吸、放湿速率,并根据扫描电镜微观分析及材料的吸附/解吸理论研究了生土材料的调湿机理.研究表明,虽然生土材料比原料的密实度更高,但它基本保留了原状粘土的微结构,使生土材料具有很好的调湿性能.75%粘土与25%改性掺合料混合制成的生土材料最大平衡含湿率为11.59%,并且该生土材料的吸、放湿速率可以分别达到0.030 4kg/kg·d和0.025 7kg/kg·d.生土材料的调湿机理为材料的毛细孔道效应、化学吸附和表面物理吸附作用,其中毛细孔道效应和化学吸附作用对水蒸气的吸附作用强,表面物理吸附作用对水分子吸附作用较弱.由此,该材料具有自动调节室内相对湿度的能力.

金中都水关遗址木结构含水率及其影响因素

【目的】金中都水关遗址现存的木结构面临腐朽的威胁,含水率是决定木材是否发生腐朽的关键因素,研究水关遗址木结构自身的含水率情况以及影响因素,旨在为金中都水关遗址木结构以及同类型地下木结构的保护和修缮提供依据和参考。【方法】于2021年9月26日检测木结构不同位置的木材含水率,监测2021年9月-2022年9月全年木结构不同位置木材、土壤含水率及环境温湿度变化,探测地下水,进行木材在土壤中平衡含水率实验等。汇总所得数据,分析影响木结构含水率的因素及其影响作用。【结果】遗址木结构露出地面的部分,含水率处于14.6%~23.6%;遗址木结构埋在土壤中的部分,含水率处于30.0%~183.3%;空气温度、湿度全年变化范围分别为13~24℃、27.0%~80.0%,受四季影响明显;遗址土壤含水率在1.5%~18.0%之间,深度越大,土壤含水率越高;地下水水位低于遗址过水道地面10.0 m以上;遗址木材在土壤中的平衡含水率与土壤含水率线性正相关,决定系数达到0.939 9。【结论】遗址木结构露出地面的部分,含水率处于木材腐朽发展停止的范围,含水率变化主要受空气的四季温湿度变化影响;遗址木结构埋在土壤中的绝大部分,含水率处于木材腐朽发展的范围,影响其含水率的因素主要为土壤含水率;地下水对遗址木结构含水率几乎无影响。

小生境环境因子主参数监测与控制方法研究

作物生长实验环境因子的高精度综合控制自动化越来越成为生物技术研究的重要平台支撑。在对作物生长环境的主要参数,尤其对土壤-空气的温湿度耦合系统进行了融合检测分析的基础上,提出无模型控制方法解决小生境环境耦合参数系统的主因子实时控制问题。该方法根据作物培育生产环境的参数工艺需求,模拟专家规范和无模型控制原理,对作物小生境实验环境温度、湿度耦合作用环境进行了实验研究和具体设计。实验结果验证了该方法的有效性。

公路膨胀土路堤膨胀变形预测方法

为保证运营期包边膨胀土路基的长期稳定,对膨胀土路堤填筑后产生的膨胀变形进行预估。利用非饱和土的湿热耦合理论,构建了膨胀土路堤湿度变化的计算方法;根据膨胀土的侧限膨胀试验,推导出了考虑现在应力状态和将来应力状态的膨胀变形的预估模型;依托实际工程研究了大气作用下公路膨胀土路基湿度的变化规律,对膨胀土填料的平衡含水率和膨胀变形进行了计算。结果表明:膨胀土路基的平衡含水率仅与当地的气候条件以及地下水位有关,与初始压实控制含水率无关;在初始干密度不变的情况下,膨胀土的膨胀系数随初始含水率的增大而增大;填筑膨胀土路基时,应尽量采用路基平衡含水率作为路基的填筑控制含水率。研究成果可为膨胀土路堤填筑技术提供理论参考。

考虑路基平衡湿度状态的黄泛区中高液限黏土抗剪强度研究

为了给黄泛平原区冲淤积黏性土路基设计与施工提供指导,对黄泛区中高液限黏土路基的抗剪强度、平衡湿度和长期稳定性进行了研究。基于24种工况下的直剪试验,获得黄泛区中高液限黏土抗剪强度指标与压实状态的相关关系,建立土体黏聚力和内摩擦角与含水率和压实度的双因素经验关系式;通过84组滤纸试验,获得不同初始压实状态下的饱和度与基质吸力的关系曲线,分别根据MEPDG法和Frendlund&Xing模型确定土水特征曲线表达式的经验参数;进而建立黄泛区中高液限黏土路基的平衡含水率及其对应的抗剪强度计算公式;结合路基稳定安全系数,提出考虑平衡湿度的黄泛区路基临界填土高度。结果表明:以磨圆度较高的粉粒为主要骨架的黄泛区中高液限黏土,其抗剪强度指标受含水率的影响非常显著且表现出阶段性的减小规律,但内摩擦角几乎不受压实度的影响;土体的进气值非常高(199kPa以上),且随压实度的增加而提高,表明高压实度土体在高饱和度下具有很强的保水能力;平衡含水率较最优含水率增加了4%~8%,导致抗剪强度较施工状态有很大幅度的降低;对于黄泛区典型双向四车道高速公路,施工含水率和平衡含水率下对应的临界路基高度分别为20和8m。