考虑吸湿和脱湿影响的一维降雨入渗数值模拟

在分析非饱和渗流时,土水特征曲线(SWCC)起着至关重要的作用.吸湿和脱湿条件下的土水特征曲线存在显著的滞后现象,对降雨入渗土体中孔隙水压力的分布有明显影响.采用两种计算模型,运用吸湿和脱湿条件下的土水特征曲线,对一维降雨入渗土体非饱和-饱和-非饱和全过程进行数值模拟,对比分析了计算模型以及吸湿和脱湿,对降雨入渗过程中土体的孔隙水压力分布的影响.

土壤吸湿-湿过程中水力传导度的拟合研究

非饱和含水介质在吸湿和脱湿的不同过程中,水力传导度随介质含水率的变化规律是不同的。本文选取大沽河流域两种代表性砂土,对其吸湿-脱湿两个过程分别进行试验观测,并使用Van Genuchten-Mualem模型对其吸湿-脱湿过程进行水力传导度的拟合。研究结果表明:砂土在吸湿过程的非饱和水力传导度与脱湿过程的非饱和水力传导度大小并不相同,在含水率相同的情况下,吸湿过程的水力传导度要比脱湿过程大,在含水率较低时(小于15%)相差可达1个数量级。

循环吸湿对炭纤维复合材料界面性能的影响

通过对炭纤维增强复合材料进行70、85、100℃下的循环水浸吸湿试验,研究了复合材料在不同水浸温度下的吸湿-脱湿行为规律。同时,对循环吸湿-脱湿过程中的试样进行层间剪切强度测试和动态力学性能测试,并结合扫描电镜观察循环吸湿各个阶段的纤维基体结合状态。结果表明,水浸温度越高,水分的扩散速率越快,饱和吸湿率越大。经过循环吸湿后复合材料的吸湿行为仍满足Fick第二定律,吸湿后层间剪切强度下降,湿热循环次数越多下降的越明显。脱湿后层间剪切强度有所恢复,水浸温度越高造成的不可逆破坏越大,层间剪切强度恢复的越少。干态时的玻璃化转变温度为231℃,吸湿后下降了37℃。

干湿循环作用下不同围压尾砂的力学特性

为探究吸湿脱湿循环作用下湖南省某尾矿库尾砂在不同围压下力学行为的变化规律,对尾砂试样进行0~6次吸湿脱湿循环试验。在围压为100、200、300 kPa的情况下分别对特定的尾砂试样进行室内常规三轴试验,得到了尾砂试样的承载能力变化趋势、吸湿脱湿循环对尾砂试样黏聚力和内摩擦角的影响、孔隙水压力与剪缩剪胀之间的关联等力学特性。试验结果表明:随着吸湿脱湿循环次数的增加,尾砂试样强度逐渐减弱且初次吸湿脱湿循环后强度下降较明显;吸湿脱湿循环导致尾砂试样内摩擦角和黏聚力下降;孔隙水压力的变化趋势在一定程度上能反映试样的剪缩剪胀特性;吸湿脱湿循环和高围压作用对试样的剪胀特性均有一定的抑制作用。

非连续湿热作用下树脂基复合材料性能变化及机理的研究

为研究非连续湿热作用对树脂基复合材料性能的影响及其湿热老化机理,对碳纤维增强环氧树脂基复合材料T700/TR1219B进行了湿热环境因素对比实验及循环吸湿实验,对比了经历不同吸湿-脱湿历程试样的弯曲和层间剪切性能及微观断口形貌。结果表明,单一湿度因素使T700/TR1219B体系力学性能降低,单一温度因素使其弯曲性能降低,层间剪切性能增强,湿热耦合作用会加剧材料性能的劣化;材料的吸湿和脱湿过程均满足Fick定律;随着循环次数的增加,材料的吸湿和脱湿速率均有所加快;吸湿后T700/TR1219B体系力学性能降低,出现树脂脱落等现象,脱湿后弯曲性能无法恢复未老化状态,但层间性能略有增加,且界面脱黏情况得以改善,层间裂纹不再明显。

非连续湿热作用对T700/TR1219B复合材料宏细观性能的影响

为研究非连续湿热作用对碳纤维环氧树脂基复合材料性能的影响,对T700/TR1219B试样进行了吸湿-脱湿试验,测试了其拉神性能,并采用SEM观察试样侧面;通过原子力显微镜的峰值力纳米力学成像技术(PF-QNM)对树脂进行纳米压痕测试。结果表明:吸湿率从0变化到1.2%,T700/TR1219B复合材料的一次及二次吸湿行为均满足Fick定律;经吸湿-脱湿-再吸湿,试样的拉伸强度、弹性模量及树脂的硬度及弹性模量均呈现先上升后下降的变化趋势。

循环湿热环境中CCF300/5405复合材料的吸湿-脱湿行为

研究了CCF300碳纤维/5405双马树脂复合材料在71℃恒温水浸循环吸湿-脱湿行为。试样经过三次饱和吸湿-脱湿过程,探讨不同循环次数CCF300/5405复合材料的吸湿率和水分扩散速率变化,并采用SEM观察纤维/基体界面变化,分析了造成循环湿热环境下复合材料体系吸湿-脱湿变化的原因。研究结果表明:CCF300/5405复合材料的吸湿行为基本满足Fick第二定律,并且在水浸14天后达到饱和吸湿状态,饱和吸湿率约为0.66%;材料吸湿处理后,纤维与基体间的界面遭到水分破坏,产生大量空隙和裂纹,使水分的扩散速率明显增加,饱和吸湿率略有增大,并且这种破坏不可逆。

湿热环境对复合材料正交板静拉伸性能的影响

对CCF300/BA9916复合材料正交板进行吸湿-脱湿实验,测定其在干态、湿态和脱湿条件下的静拉伸性能,研究了湿热环境下该材料的吸湿和脱湿行为。结果表明:在70℃水浸条件下CCF300/BA9916复合材料的吸湿过程与脱湿过程均符合Fick第二定律,试验件约在35 d后达到有效吸湿平衡状态,有效吸湿平衡率为0.85%;吸湿导致复合材料试验件的静拉伸性能下降了10.3%,而脱湿处理可使静拉伸性能得到一定程度的恢复。

风积砂非饱和水力参数研究

利用负水柱方法测定了风积砂脱湿和吸湿2个过程的水分特征曲线,用Van Genuchten公式求出拟合参数值,得到非饱和渗透系数、比水容量等表征风积砂非饱和性质的参数。结果表明,风积砂吸湿水分特征曲线比脱湿过程存在较大的滞后性;比水容量最大值相差不大,但出现最大值时脱湿过程为30cmH2O,而吸湿过程为10cmH2O;脱湿的非饱和渗透系数远远大于吸湿过程,当吸力为70cmH2O时,渗透系数最大相差近4个数量级。

The Unsaturated Hydraulic Parameters for Aeolian Sand

The water characteristic curve for aeolian sand in two processes of wetting and drying was obtained by the negative water column technique.The values of fitting parameters were calculated according to Van Genuchten formula and the parameters that characterized the prosperities of aeolian sand such as the unsaturated infiltration coefficient and specific water capacity were obtained.The results showed that the water characteristic curve for aeolian sand in wetting process had greater hysteresis quality than ...