土壤类型和容重对离心机法测定土壤水分特征曲线的影响

本研究以杨凌塿土和嫩江黑土为研究对象,分别设置了4个土壤容重处理(1.0、1.1、1.2、1.3 g/cm^(3)),利用离心机法测定土壤失水过程,以压力膜仪法为标准,对比不同吸力下的含水量实测值和van Genuchten模型参数的差异。结果表明,随着土壤容重的增加,离心机法测定土壤水分特征曲线准确度逐渐增加,获取黑土和塿土的van Genuchten模型参数α的准确度增幅分别为38.46%~83.08%和56.38%~95.75%。离心机法测定土壤水分特征曲线的准确度在不同吸力段表现不同,近饱和段(0~10 kPa)离心机法测定值偏低,而高吸力段(10~1500 kPa)测定值偏高,且高吸力段离心机法测定准确度较低,与压力膜仪法测定值具有极显著差异(P<0.01)。综上所述,为了提高离心机法测定土壤水分特征曲线的准确度,优先考虑应用于大容重和高有机质含量的土壤。

蔗渣生物炭对岩溶峰丛洼地石灰土土-水特征曲线的影响

岩溶地区岩石裸露、土壤浅薄且持水能力较低,其土壤水分保持和运动状况是其水土漏失治理的重要因素。生物炭拥有多孔结构和高比表面积,能改变土壤持水能力,但其种类、粒径、添加量和土壤类型等因素对土壤持水能力产生正面或负面作用,为了研究添加不同比例蔗渣生物炭对岩溶峰丛洼地石灰土持水特性的影响,选取位于广西河池地区岩溶峰丛洼地的石灰土壤作为试验样本,分别添加不同比例生物炭(0%,2%,4%,6%),利用滤纸法测定生物炭-石灰土混合土在0~40MPa吸附能力下土水特性曲线,并使用扫描电子显微镜(SEM)和核磁共振波谱法(NMR),观察生物炭-石灰土混合土的微观孔隙结构。研究结果表明:当土壤含水量超过30%时,不同比例生物炭掺入量的持水能力相似,土壤的持水性并不会随着生物炭掺入量的增加而持续提升。在添加生物炭0%,2%,4%时混合土的持水能力是在逐渐提高的,添加4%和6%时混合土的持水能力基本一致,这表明添加生物炭存在一个最优值和适用范围。建议岩溶峰丛地区石灰土含水率在30%以下时,施加4%~6%的蔗渣生物炭,可提高土壤的持水能力。

含有机质黏土全吸力范围内土-水特征曲线试验研究

为研究全吸力范围内有机质含量对黏土保水特性的影响,以膨润土为基质,添加泥炭制备不同有机质含量土样,采用压力板法、滤纸法、蒸汽平衡法,对其进行土-水特性试验,从而获得全吸力范围内土-水特征曲线。试验结果表明:3种不同吸力测试可准确反映出含有机质黏土全吸力范围内的土-水特征曲线;有机质能够影响黏土的保水性,但在一定的吸力范围内,含有机质黏土的保水性还与孔隙结构和孔隙中水的形态相关;随着土中有机质含量的增加,土样的进气值和残余值与有机质含量呈线性关系,土的保水能力变强。

荧光PCR熔解曲线法分析宜昌地区非结核分枝杆菌感染的流行特征

目的应用荧光PCR熔解曲线法分析宜昌地区非结核分枝杆菌(NTM)的感染趋势、分布特征、流行状况,为该地区NTM感染的防治提供参考依据。方法收集2016—2020年间宜昌地区在某院就诊的疑似结核病患者的胸腔积液、腹腔积液、痰、支气管肺泡灌洗液标本,经萋-尼抗酸染色涂片、MGIT 960快速培养和改良罗氏培养检出的所有分枝杆菌阳性标本进一步经荧光PCR熔解曲线法鉴定结核分枝杆菌(MTB)及NTM菌种。以全基因组测序(WGS)为金标准,对比分析荧光PCR熔解曲线法鉴定MTB及NTM的准确性,总结该地区NTM感染患者的临床特征。结果共收集7496份分枝杆菌阳性标本,经荧光PCR熔解曲线法鉴定,检出6997株(93.34%)MTB与499株(6.66%)NTM。NTM菌种鉴定共确定469株(93.99%)NTM菌种,其余30株(6.01%)为未知菌种。检出最多的NTM为胞内分枝杆菌(189,37.88%),其次依次为脓肿分枝杆菌(68株,13.63%)、戈登分枝杆菌(25株,5.01%)。选择荧光PCR熔解曲线法鉴定的22株MTB和18株NTM行WGS,符合率为98.15%,灵敏度为99.80%,特异度为93.54%。分析NTM流行特征发现,该地区NTM检出率逐年升高,自2016年的3.56%上升至2020年的13.21%。NTM阳性患者中,男性占57.52%(287/499),52.30%的患者(261/499)集中在55~74岁年龄段。结论宜昌地区NTM流行率呈快速增加趋势,以脓肿、戈登、堪萨斯分枝杆菌为主,荧光PCR熔解曲线法可有效快速辅助诊断。老年人NTM感染风险高,临床上鉴别诊断NTM意义重大。

项目特征曲线等值法在跨时间跨样本测量中的应用

采用锚题——非等组设计,间隔五年分别运用中国儿童发展量表和评估早期学习与质量成果量表中的数学能力子量表,对来自中国东部某地不同抽样儿童进行施测。基于项目反应理论的两参数逻辑斯蒂克模型,采用项目特征曲线等值法对两份儿童数学能力子量表和抽样儿童能力估计值进行等值关系转换与比较。研究结果表明,项目特征曲线等值法可以实现跨时间跨样本的测量和比较;此外,等值结果和比较发现,在这五年期间儿童在所测量表上的数学能力有显著提高,且不同地区存在显著差异,但不受性别影响。

基于蒸发法和联合测定仪测定土壤水分特征曲线和非饱和渗透系数的试验研究

为确定以蒸发法为基础设计的土壤水分特征曲线和非饱和渗透系数联合测定仪的可靠性和适用范围,选取粉黏壤土、壤土和壤砂土3种土样进行试验研究。在自然蒸发作用下,利用联合测定仪获得蒸发通量、含水量和土柱表面下方5,10 cm处的基质吸力,以线性假设理论为基础处理实测数据,利用HYDRUS-1D软件进行模拟和反演,输入实测基质吸力和通量数据确定土壤水力参数,利用RETC软件对已处理数据进行VG-Mualem模型拟合。结果表明,含水率符合线性假设理论,基质吸力线性变化不是很理想,但除砂土之外的土样可以通过降低蒸发速率和缩短2次测量时间间隔来解决这个问题;试验数据的拟合效果好,与模拟结果的误差较小,试验前期所测非饱和渗透系数与模拟值误差较大,主要跟含水率接近饱和时水力梯度的精度不能得到保证有关,可以忽略这些数据来改进。使用蒸发法和联合测定仪测定土壤水分特征曲线和非饱和渗透系数具有比较好的可靠性。

非饱和橡胶粉土土水特征曲线及颗粒接触状态

将废旧轮胎与土混合作为建筑材料应用于土木工程领域是处理废旧轮胎最有前景的措施之一。为了研究废旧轮胎橡胶颗粒改良粉土的效果,以橡胶颗粒与粉土的混合土为研究对象,采用滤纸法测定橡胶粉土的土水特征曲线,分析含水率、橡胶含量对土水特征曲线的影响。结果表明:同一橡胶含量下,混合土的基质吸力随含水率增大非线性减少,呈现出典型的3阶段特征;在同一含水率下,基质吸力随橡胶颗粒含量呈先增大后减少的趋势,当橡胶含量为20%时,混合土的基质吸力最大;基于Van Genuchten模型建立混合土的土水特征曲线模式;基于颗粒接触理论,考虑颗粒比重不同,建立混合土的接触状态模式,构建骨架孔隙比描述混合土的非饱和特性,混合土的基质吸力随着骨架孔隙比的增加呈先增加后减小的趋势。

滤纸法测定南阳中膨胀土土水特征曲线试验研究

介绍了滤纸法量测非饱和土吸力的工作原理,以及滤纸接触法量测土体基质吸力和非接触法量测土体总吸力的试验方法和注意事项。利用NaCl盐溶液法建立了国产＂双圈＂No.203型滤纸的总吸力率定曲线,得到了总吸力率定曲线的双线性表达式。分析了＂双圈＂No.203型滤纸的总吸力率定曲线和王钊等率定得到的基质吸力率定曲线的关系特性。应用滤纸法分别测试了不同含水率下南阳中膨胀压实土的总吸力和基质吸力值,分别给出了含水率介于16~30%之间的南阳中膨胀压实土的总吸力和基质吸力土水特征曲线。

应用水驱特征曲线法计算可采储量应注意的几个问题

水驱曲线法是评价油田开发中后期可采储量的主要方法之一。从理论与实际应用的角度 ,讨论在现场应用水驱特征曲线时需要注意的问题。当计算单元的油藏类型、开采方式及含水率相当时 ,水驱特征曲线才具有叠加性 ,可以合并开发单元笼统计算可采储量 ,否则各开发单元应分别计算再叠加。在目前可采储量计算方法行业标准 (SY/T5 3 67 1998)推荐的 6种水驱特征曲线中 ,认为计算可采储量最合适的是西帕切夫曲线法和张金庆曲线法 ,纳扎洛夫曲线法及俞启泰曲线法次之 ,马克西莫夫 童宪章曲线法和沙卓诺夫曲线法相对误差较大 ,计算结果偏大。宜采用斜率法判断回归直线段。标定年度及阶段可采储量所用方法要有继承性和延续性 ,应选取与生产动态比较吻合的计算结果作为标定值 ,不能把所有方法计算结果的平均值作为标定值。根据油田的可采储量采出程度与综合含水率的关系曲线 ,或根据开发指标与剩余可采储量的匹配关系 ,可以判断可采储量标定结果的合理性。

紫色土水分特征曲线室内测定方法的对比

为探寻全吸力范围内土壤水分特征曲线的可靠测定方法,采用沙箱排水法、Hyprop仪蒸发法、压力膜仪排水法和露点水势仪蒸发法分吸力段测定盐亭紫色土耕地表层2～7 cm和亚表层7～12 cm土壤的水分特征曲线,对比测定结果的方法间差异,并分析其原因。结果表明：对于表层和亚表层土壤,低吸力段（h〉-100 cm）水分特征曲线的沙箱法和Hyprop仪法的均方根误差ERMS（θ）均较小,在0.026～0.082 cm3/cm3范围内,确定系数R2均大于0.962,说明这两种方法测定结果之间差异不大。高吸力段（h〈-330 cm）的压力膜仪法与露点仪法测定结果之间的差异较大,ERMS（θ）为0.062～0.097 cm3/cm3,R2较低,为0.775～0.952。因此,全吸力范围内水分特征曲线测定方法的选择与组合应考虑土壤孔径分布特征和研究目的。

基于滤纸法的裂隙膨胀土土水特征曲线试验

针对传统测量吸力试验方法存在的缺陷,采用滤纸法进行了裂隙膨胀土的吸力测定试验,得到了裂隙膨胀土的土水特征曲线,该曲线形态与无裂隙膨胀土的基本相同,均可分为3个阶段,为倒"S"形。相同含水率条件下,脱湿路径下制备的试样基质吸力比吸湿路径下的大,存在明显的滞回现象,可用已有的土水特征曲线计算模型进行拟合分析。试验结果表明,滤纸法可获得任意状态下土体的吸力,不干扰土体的初始状态,可作为测量裂隙膨胀土等特殊性土吸力的一种有效方法。

基于土壤物理特性的土壤水分特征曲线推求方法

基于土壤传递函数的原理,可以使用间接法对土壤水分特征曲线进行推求,使用激光粒度分析仪测定试验土样的粒径级配结果,并使用烘干法测定土壤干容重,作为软件Neuro Theta的输入值对土壤水分特征曲线进行计算。将间接法测定的土壤水分特征曲线与传统压力膜法试验直接测定的土壤水分特征曲线进行对比分析,拟合结果理想,从而验证了使用本间接法求解土壤水分运动参数是可行的。这种简便的间接求解土壤水分特征曲线的方法解决了分布式水文模型在进行流域水文模拟的过程中难以取得土壤水运动参数的空间分布的问题。

测定非饱和土土-水特征曲线的溢出水校正称量法

在利用压力板仪测定非饱和土的土-水特征曲线时,常用的取样称量法、溢出水称量法分别存在实测试样质量与实际试样质量不相等、实测排水量与实际排水量不相等等问题,从而造成试验结果失真。为此,溢出水校正称量法被引入用来消除取样称量法及溢出水称量法中存在的问题。通过取样称量法、溢出水称量法、溢出水校正称量法的对比研究发现,在同一基质吸力作用下,由取样称量法、溢出水称量法确定的试样饱和度均小于由溢出水校正称量法确定的试样饱和度,并对该现象进行了解释。随后,对取样称量法、溢出水称量法、溢出水校正称量法的适用范围进行了探讨。

非圆形隧洞收敛-约束特征曲线的数值求解方法

利用应力释放法原理,在收敛-约束解析法基础上,提出了适合任意断面隧洞的收敛-约束特征曲线数值求解方法,通过与收敛-约束解析法对比验证该方法的有效性,并与常用的数值方法进行对比,最后对收敛-约束特征曲线数值求解方法的计算误差进行分析.研究结果表明:收敛-约束特征曲线数值求解方法适合非圆形隧洞,由于通过施加节点支撑反力实现应力释放,该方法同样适合应力状态复杂的隧洞;以滇中引水工程为例,将收敛-约束特征曲线数值求解方法与收敛-约束解析法的计算结果进行对比,验证了收敛-约束特征曲线数值求解方法的有效性;收敛-约束特征曲线数值求解方法计算结果存在一定的误差,其整体相对误差小于10%.收敛-约束特征曲线数值求解方法的适用性更加广泛,可为隧洞工程的初期支护优化设计及安全性评价提供参考,具有一定的工程应用价值.

滤纸法测定非饱和膨胀土土水特征曲线试验

针对现实中土体含水量任意变化的情况,采用滤纸法测定非饱和膨胀土任意循环路径下对应的总吸力和基质吸力,得到了任意含水率变化下的总吸力曲线和土水特征曲线。将曲线进行拟合,利用毛细滞回内变量模型进行计算,通过与试验结果对比,验证了该模型对于膨胀土的适用性。结果表明:滤纸法测得的土水特征曲线与传统方法测得的曲线大致相同。含水量任意变化下的曲线不与完整脱、吸湿曲线重合,相同含水率下,脱、吸湿开始点之间含水率差值越小,脱湿后吸湿的曲线,基质吸力越高;吸湿后脱湿的曲线,基质吸力越低。毛细滞回内变量模型适用于非饱和膨胀土,计算结果与实际值能较好吻合。

全吸力范围内土-水特征曲线的快速测定方法

传统的宽(全)吸力范围内的土-水特征曲线(SWCC)测量方法动辄耗时数月。为了更好地使非饱和土力学理论指导工程实践,SWCC的快速测定显得尤为关键。为开发宽(全)吸力范围内SWCC的快速测定方法,联合压力板法、并行滤纸法、露点水势仪法进行了两种不同土体的宽吸力范围内SWCC的测定试验。试验结果表明:(1)并行滤纸法与串行滤纸法的试验结果能较好地吻合,故可采用并行滤纸法代替串行滤纸法以缩短测量时间;(2)当测量的试验数据满足SWCC的大致形状时(或满足工程设计需求时),可适当减少试验数量,以提高测定效率,联合测定方法测量一条完整的SWCC仅需要10~12个点即可完成;(3)联合测定方法可将SWCC测量时间由数月缩短至7~10d。所提出的联合测定方法实现了宽(全)吸力范围内SWCC的快速、精准测定,有望使得SWCC的测量成为常规的土工试验。

盐溶液法测定非饱和膨润土的水分特征曲线

对于高放废物的最终处置 ,深地质处置被国内外公认为最合适的方法 ,而膨润土也被认为是高放废物处置库缓冲回填材料的良好基质。鉴于膨润土各项性质研究的重要性 ,本文介绍了利用盐溶液法进行非饱和膨润土水分特征曲线的测定工作 ,发现盐溶液法适合测定吸力极高的非饱和土 ,是一种值得推广的方法。

基于与围岩交互作用机理的格栅支撑特征曲线设计法

格栅支撑是近些年来发展起来的一种新型支护手段。但对其力学性能及设计方法缺乏理论分析。本文在模型试验结果基础上，提出了用特征曲线法进行格栅喷混凝土支护结构设计。

基于单层特征曲线法的复合材料机械连接接头强度分析

提出基于单层的特征曲线法,对复合材料机械连接接头强度进行了分析计算。在基于单层的特征曲线法中,特征长度根据各层的受力特点用数值方法确定,不需要试验,通过对各层特征曲线位置处单元进行失效判断,确定接头的破坏载荷。通过算例分析可知,采用本文所提出方法所得的计算结果与试验值吻合很好,较基于层合板特征曲线法所得结果更精确,说明了该方法的有效性。

卫星图像配准及匹配曲线特征评估法

由于卫星图像来自于不同的传感器、由不同的视角和光谱、在不同的时间获得,图像间存在较大差异。为了有效配准图像,提出一种"先粗后精"的配准算法,首先采用Fourier-Mellin变换算法实施快速的粗配准,然后采用以修正的结构相似度为测度的优化算法实施精确配准。对于真实的卫星图像配准,由于没有准确的衡量标准,很难给出定量的评估结果。本文提出一种新的配准评估方法?匹配曲线特征评估法,以匹配曲线的峰度、峰偏、峰值以及峰值间均方根误差(RMSE)为定量评估指标,以峰值间RMSE最小为准则自动调整配准参数。结果表明,"先粗后精"的配准算法能够实现相当精确的配准;匹配曲线特征评估法不仅能够从曲线的光滑度、尖锐度等特性直观描述配准性能,并能由曲线的特征指标定量评估配准效果,而且还能自动调整配准参数,使配准更加精确。