雨滴机械打击和消散作用对土壤团聚体的破坏特征

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,其稳定性是描述土壤抵抗侵蚀过程中破坏作用的重要指标。但溅蚀过程中,雨滴对团聚体的消散和机械打击两种破坏作用的相对贡献及其破坏机制尚未明晰。利用酒精和超纯水作为雨滴形成材料,模拟机械打击单独作用及消散和机械打击共同作用,分别在五个高度(0.5、1、1.5、2和2.5 m)对塿土和黄绵土进行溅蚀实验。结果表明:当降雨动能相同时,塿土的溅蚀率均小于黄绵土。同时,超纯水雨滴对土壤的机械打击和消散共同作用所导致的溅蚀率均大于酒精雨滴单一机械打击作用的溅蚀率。随着降雨动能增加,两种雨滴对两种土壤的溅蚀率均呈幂函数增加;团聚体因消散破坏作用和机械打击作用的溅蚀率均亦随之增加。但两种土壤的消散破坏作用和机械打击作用的贡献率分别随着降雨动能增加而减小和增加。在相同降雨动能时,塿土消散破坏作用的贡献率均大于黄绵土,而机械打击作用贡献率均小于黄绵土。研究结果对深入理解溅蚀过程中团聚体破坏机理及评价溅蚀过程中团聚体稳定性具有重要意义。

低频声波对水雾消散作用的实验研究

作者考查了低频声波(<50Hz)对于水雾消散的作用。通过建立声波消雾实验装置,测定了在水雾消散过程中,雾室内的声场分布、温度、消雾时间、雾滴谱的变化过程。实验结果表明声波作用对于水雾的消散具有明显的作用。并且,消雾的效果随着作用声波的频率和声压级(SPL)呈规律性的变化趋势。较低频率和较高声强的声波作用更有利于水雾的消散,在消雾的过程中温度起伏不大。而声致凝聚是声波消雾的主要因素之一。

振动砂石桩消散动孔压作用有限元分析

为定量地认识孔压消散作用对土层抗液化能力的影响，通过建立描述在地震中动孔压的累积和消散耦合作用的物理模型，提出了估算振动砂石地基可液化性能的有限元分析方法，并结合原平─太原高速公路的可液化砂土地基的处理工程进行了探讨.

有机质影响溅蚀破坏土壤团聚体的主要作用机制

土壤有机质是团聚体的重要组成部分,其在团聚体形成过程中作用机制已有大量研究,但有机质在团聚体破坏过程中起何种作用尚未明晰,其对团聚体破坏过程中雨滴机械打击和消散作用贡献的影响也有待深入研究。为研究不同有机质含量对土壤团聚体的影响,选取5种不同退耕还林年限的土壤为研究对象,利用95%酒精和超纯水作为降雨液体,分别在4个高度下(0.5、1、1.5和2 m)对其进行溅蚀试验。结果表明:随有机质含量的增加,团聚体稳定性逐渐增强,土壤对雨滴机械打击和消散作用的敏感程度越来越弱,土壤抵抗侵蚀的能力越来越强;降雨前后大团聚体数量随着有机质含量的增加逐渐趋近相似,且酒精雨滴作用下的大团聚体含量明显大于超纯水作用下的大团聚体含量;在相同的降雨动能条件下,有机质含量增加使消散作用的贡献率呈现减小的趋势,且其对消散作用的影响在降雨动能较小时较为显著。研究结果对深入理解溅蚀过程中团聚体稳定性评价以及团聚体破坏因子具有重要作用。

土壤原始颗粒对不同破碎机制下团聚体稳定性的影响

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,其稳定性是描述土壤抵抗外力破坏作用的重要指标。目前常用的团聚体测定方法很少考虑到土壤原始颗粒对其不同破碎机制下稳定性的影响。以两种不同质地团聚体特征差异明显的壤质砂土和砂质黏壤土为研究对象,对土壤全样进行快速湿润(FW)、预湿润后震荡(WS)以及慢速湿润(SW)三种处理方式预处理以研究团聚体不同破碎机制,同时考虑将各粒级团聚体中的土壤原始颗粒剥离出来,消除土壤原始颗粒对各粒级团聚体含量结果的影响,研究土壤原始颗粒对不同破碎机制下团聚体稳定性的影响。结果表明:两种土壤在不同处理方式下,各粒级土壤含量存在较大差异,砂质黏壤土在三种处理模式下平均质量直径(MWD)均显著大于壤质砂土,两种土壤MWD均呈现MWDfw<MWDws<MWDsw的大小顺序,两种土壤团聚体破坏均是团聚体快速湿润时孔隙内部封闭的空气压力作用为主,其次是机械扰动作用,黏粒膨胀作用影响最小。土壤原始颗粒对各粒级团聚体的影响程度受到土壤类型和破碎机制影响,土壤原始颗粒对壤质砂土影响较大,对砂质黏壤土的影响相对较小。分散前的团聚体(>0.05 mm)占总土壤的百分比(AR)值难以正确反映土壤团聚体稳定性,消除土壤原始颗粒影响后,AR能够较好体现土壤团聚体稳定性。消除土壤原始颗粒影响前后的AR比值表明土壤原始颗粒对壤质砂土的影响远远大于对砂质黏壤土的影响。

高速铁路地基土液化及稳定性研究

根据室内动三轴试验结果和地基土(粉土)中孔隙水压力的发展变化规律,结合达西定律,建立了考虑消散作用时地基土中孔隙水压力发展变化的计算模型,并推导了该计算模型的有限元形式,编制了相应的有限元计算程序;利用该计算模型和室内动三轴试验结果对高速列车作用下孔隙水压力发展变化过程进行了分析研究。结果表明:在高速列车通过时,地基中部分区域可能会发生液化现象,但是随着时间延长,地基土中孔隙水压力会逐渐消散;即使一列列车通过后不会发生液化现象,但如果通过的列车时间间隔较短,由于前几次列车通过时所产生的孔隙水压力无法充分消散,经过多次列车通过后,地基中也可以产生液化区域。