竖管法和负水头法毛细水上升高度的比较研究

通过不同细粒土、不同压实度和不同含水量条件下的竖管法毛细水上升高度试验和负水头法试验,提出了许多毛细水上升高度的经验数据,得出了两种方法影响毛细水迁移高度的因素和规律,同时将两种方法试验结果进行了对比分析。

毛细水上升高度综合试验研究

通过对12种不同粗细土料进行室内竖管法毛细水上升高度试验,得到毛细水上升高度与时间关系曲线,并分析了影响因素和变化规律。粗粒土毛细水上升高度与时间过程可用对数坐标下二次多项式回归方程进行模拟和预测,方程参量与反映土的颗粒组成和装填密实程度大小的物理指标密切相关。给出了各种粗细粒土毛细水上升稳定高度数据。对粗粒土建立了毛细水上升最大高度与其物理指标(有效粒径d10和孔隙率n)间的实用回归方程式。还将试验数据与以往常用的估计粗粒土毛细上升最大高度的海森等公式进行了对比,指出后者之缺陷和不足。

河床沉积物渗透系数试验研究

用现场竖管法在黄河花园口河床进行沉积物渗透系数试验,测得平均渗透系数为8.72×10-4cm/s;从竖管中取样进行沉积物的颗粒分析,得到有关特征粒径。试验表明,渗透系数与特征粒径间具有相关性,所得经验公式能较好地应用于黄河花园口段。

钙质砂中毛细水高度与影响因素试验研究

钙质砂是指富含碳酸钙或其他难溶碳酸盐类的海洋成因的特殊介质,具有形状不规则、多孔隙且富含内孔隙等特点;土体因孔隙特性而存在广泛的毛细现象,植物根茎内的导管有如极细的毛细管,能由此吸收土壤里的水分,故钙质砂地层毛细水上升高度研究对岛礁生态研究有重要的意义。采用竖管法研究级配、粒径、干密度、盐度等因素对钙质砂毛细水上升高度的影响,结果显示:细颗粒含量越多、级配越好的连续级配钙质砂试样毛细水上升高度越高;单一粒径钙质砂试样毛细水上升高度随粒径的增大而减小;随着钙质砂干密度增加,粒径小于0.075 mm时毛细水上升高度逐渐减小,而粒径为0.075~0.250 mm时毛细水上升高度逐渐增大;与淡水相比,在低盐度下NaCl溶液对毛细水上升有抑制作用,海水对毛细水上升有促进但效果微弱。钙质砂中毛细水上升高度随时间变化关系符合双对数坐标下的二次多项式关系,其参量与钙质砂的物理性质以及溶液类型相关。

渭河河漫滩沉积物渗透性研究

利用竖管法现场测量渭河高漫滩沉积物的水平渗透系数和河漫滩饱和带沉积物的垂向渗透系数,分别测定了高漫滩5个层位和河漫滩饱和带78个点的渗透系数,分析了渗透系数在层内的变化以及在各层之间的差别。应用Matlab软件检验实验数据的统计分布规律并应用地质统计原理计算渗透系数的变异函数。分析得出高漫滩中单一沉积层中测得的渗透系数属于正态分布,河漫滩饱和带单一沉积层的渗透系数呈对数正态分布。根据实验,分析得出渗透系数与洪水水动力条件相关。洪水水动力条件大的情况下,沉积物以中砂、粗砂为主,沉积物有较大的渗透系数;当洪水水动力条件较小时,沉积物以细砂、粉砂沉积为主,其渗透系数也较小。

风干砂毛细上升实验研究

利用竖管法毛细上水试验测量风积砂毛细上升高度、速率与时间的关系,运用Terzaghi经典公式与N.Lu和W.J.Likos解析法求解给定时间对应的毛细上升高度,并利用实测结果对比分析两种公式对风积介质的适用性。得到如下结论:①砂子粒径越小,其最大毛细上升高度越大;②解析法对风积介质求解的精确度较Terzaghi公式高。

渭河漫滩饱和带垂向渗透系数研究

采用竖管法现场测定渭河漫滩饱和带渗透系数,为测定漫滩沉积物渗透系数提供一种更为简便的方法。分析渗透系数各排内的变化以及各排之间的差别。应用Matlab软件检验实验数据的统计分布规律,应用地质统计原理计算渗透系数的变异函数并分析其空间变异性。分析得出各排的渗透系数属于对数正态分布。结果表明:①78个采样点测定垂向渗透系数平均值为11.35m/d,沿河岸线方向渗透系数相近,与河岸线垂直方向渗透系数差异较大;②渭河漫滩饱和带垂向渗透系数具有较强的空间变异性。

高压实黄土非饱和土水运动试验模拟研究

对于压实度大于90%的黄土,使用滤纸法研究土壤基质吸力同干密度和含水率之间的关系,使用水平入渗法研究非饱和土水扩散率同干密度和含水率之间的关系,使用竖管法研究土样毛细水上升规律,并使用GeoStudio软件进行数值模拟。试验和模拟结果表明:由于压实程度的不同将改变土壤孔隙的结构特征,对土壤的持水特性有较大的影响,基质吸力和非饱导水率的确定应该同时考虑含水量和密度两种因素;土壤的压实可以有效减缓毛细水的运动速度,压实度为98%、95%和93%的压实土柱,在105天后毛细上升高度分别为74 cm、80 cm和94 cm。Geostdio软件可以用于土基毛细水上升的模拟。

青铜灌区古灌渠河床渗透系数空间变异性研究

渗透系数影响地表水与地下水之间的水量交换,其大小具有空间效应。通过竖管法(单管法)、多孔介质垂向渗透系数测量仪法(双管法)测定了银川平原青铜峡市灌区汉延、惠农两条古灌渠18个试验点位的渗透系数,每个试验点进行了3组试验,共得到54组试验数据,另采取了16组原状土样进行颗粒分析。通过对试验数据的统计分析得出,研究区2条灌渠的渗透系数在0.1~1.1 m·d-1之间变化,渗透系数值总体服从正态分布,总体变异系数大小为0.441,属于中等程度变异;汉延渠河床渗透系数平均值比惠农渠稍大,但变异程度较惠农渠略小。且从上游至下游,河床渗透系数值总体变化呈下降趋势;颗粒直径是造成本研究区河段渗透系数变异的一个主要因素,但河床渗透系数的大小不仅仅受颗粒直径的影响,河床生物扰动、水化学特征变化等也可能会造成河床渗透系数发生明显变化。

气动试验法测定渗透系数的可行性分析

基于竖管法测定沉积物渗透系数的原理,设计一种以空气作为流体测定沉积物渗透率的试验方法—气动试验法,将沉积物的空气渗透率(k_a)转换成用水当做流体时测定的渗透系数(K_w)。利用气动试验法和竖管法分别测定3组沙漠砂样和7组河漫滩砂样的渗透系数。试验结果表明,气动试验法测定沉积物的渗透系数可行,与竖管法相比更加方便、快捷,可以解决竖管法耗水、耗时的局限性,可应用于干旱-半干旱地区野外沉积物渗透系数的测定。

温度驱动下风积砂毛细现象试验研究

为了研究环境温度对毛细水上升过程的影响,进行了室内砂柱模拟试验。设置了两组不同温度下砂柱毛细水上升试验进行对比,分析了风积砂毛细水上升高度随时间的变化规律以及与温度的关系,探讨了毛细水上升的运动机理。试验结果表明:外部条件相同的情况下,较高的温度能够加快湿润锋的迁移速率,然而局部的高温会抑制水分的向上迁移,但温度效应不是特别明显。

风积砂毛细现象的试验研究

为了研究颗粒配比对风积砂中毛细现象的影响,本文通过9种不同颗粒配比的风积砂进行室内竖管法毛细水上升高度试验,得出了如下结论:(1)在单一砂样试验中,粗砂(粒径0.5～2 mm)、中砂(粒径0.25～0.5mm)、细砂(粒径0.075～0.25 mm)、粉土(粒径<0.075 mm)的最大毛细水上升高度分别为7.5 cm、16.0 cm、30.5cm、98.0 cm;(2)在混合砂样试验中,中砂和粉土以9:1、8:2、7:3、1:1混合,最大毛细水上升高度分别为32.0 cm、51.0 cm、71.0 cm、73.0 cm。揭示了风积砂平均粒径越小,最大毛细水上升高度越高,并建立了风积砂毛细水上升高度h(cm)-时间t(min)lnh=a(lnt)2+b(lnt)+c形式的预测模型,其中a、b、c是与风积砂物理性质有关的物理量,为生态保护及工程应用提供参考依据。

利用毛细材料提升地下水用于植物生长的探索

基于中国水资源利用效率低的现状,本文提出了一种新的节水理念以提高水利用效率,即通过毛细材料提升地下水用于植物生长,首先通过五种不同材料的对照试验粗选材料为风积砂,然后通过粗砂、中砂、细砂、粉土和原样这五种粒径不同的风积砂吸水能力的对照试验确定了最终毛细材料为粉土,最后通过模拟实验说明了该节水理念的可行性。

马岩洞水电站2#施工支洞临时施工便桥桥墩基础水下混凝土施工技术

水下混凝土的施工方法，根据水深和对混凝土的质量要求，分为袋装堆筑法、倾灌法、竖管灌筑法等。马岩洞水电站2#施工支洞临时施工便桥桥墩基础水下混凝土采用的是竖管灌筑法，且最终获得了成功。

河床沉积物渗透性测定的影响因素探讨

河床近代沉积物多具较强的流变性,其渗透性测定可采用原位竖管法和渗透仪法等直接测验方法。实验过程中,实验位置的选取、沉积物试样的高度,对测定结果有直接影响,竖管法具较强的适应性。

土钉支护在室内基坑中的应用

通过工程实例介绍土钉支护在室内基坑开挖护坡中的设计方法和施工方法及具体的技术措施,以此说明因地制宜的将土钉支护法运用于基坑开挖可以取得很好的技术及经济效果。

湖底沉积物渗透系数空间变异性分析

湖底沉积物垂向渗透系数在研究地下水与湖水转化关系中起着重要作用。采用竖管法测定银川清水湖24个试验点位的垂向渗透系数(K_(v)),结合颗粒分析和统计学方法分析其渗透系数的分布规律和空间变异性。为更准确地表述和分析研究区K_(v)的空间变异性,根据结果把研究区划为A、B两个分区。结果表明:K_(v)值主要分布在0.107~5.004 m/d范围内,总体呈正态分布,均值为1.995 m/d,变异系数为0.730,渗透性有中等程度的空间变异性;A区试验点K_(v)均值为0.926 m/d,明显小于B区试验点的均值3.063 m/d,且变异程度由A区向B区逐渐减小;除个别试验点外,有效粒径d_(10)与界限粒径d_(50)较大的试验点的K_(v)值相对较大,说明沉积物颗粒大小与分布情况是K_(v)值产生差异的关键因素之一;湖水与地下水的水文交互作用影响K_(v)值的大小。研究结论为清水湖湿地的湖水和地下水转换研究提供了较为科学的理论依据。

盐溶液在夯土遗址中的毛细水上升规律分析

盐害是西北干旱地区夯土遗址的重要病害之一,与盐溶液在夯土遗址中毛细作用引起的盐分迁移和富集密切相关。本文以脱盐处理的遗址土为研究对象,开展了Na Cl、Na2SO4单盐溶液以及复合盐溶液在夯土遗址中的竖管法毛细水上升高度试验研究,得到了盐溶液在夯土遗址中的毛细上升规律:在一定的毛细高度范围内,相同质量百分比浓度单盐溶液的毛细水最大上升高度排列为Na Cl>Na2SO4,而同质量百分比浓度(3%)不同配比的Na Cl和Na2SO4复合盐溶液的毛细水最大上升高度排列为Na2SO4和Na Cl配比为1∶2>Na2SO4和Na Cl配比为1.5∶1.5>Na2SO4和Na Cl配比为2∶1,且不同盐溶液的毛细水上升速率与高度之间存在幂函数关系,可近似用f=axb表示,其中a和b与盐溶液的组成和浓度有关。

不同干密度重塑黄土的毛细上升速率和最大高度

黄土的毛细上升现象会导致路基土干湿状态发生变化,使路基的强度降低或失稳,因此深入研究不同干密度重塑黄土的毛细上升速率与最大高度,得到改进的预测毛细上升速率的经验公式及不同干密度的重塑黄土毛细水的上升高度规律及区间,对减轻路基地质的灾害具有重要意义。试验使用竖管法测得了3组不同干密度的重塑黄土最大毛细上升高度。基于Green-Ampt非饱和入渗原理,改进了预测毛细上升速率的Terzaghi公式,使其预测效果明显改善。在此基础上,利用实测黄土毛细上升数据论证了Terzaghi公式和Lu公式对不同干密度重塑黄土毛细上升速率估算的适用性。结果表明,黄土干密度在1.59~1.77 g/cm^3区间时,改进的Terzaghi公式预测值更为准确,而当干密度继续增加,达到1.83 g/cm3时,Lu公式更为适用。另外,用15组数据对毛细最大上升高度与干密度之间的关系进行了分析,结果表明,毛细最大上升高度与干密度之间非线性关系,而是呈现近似抛物线的函数关系,基于这种关系将重塑黄土划分出优势干密度区间和劣势干密度区间,以更好地表征黄土毛细上升性能。