输运性质受固结过程影响的污染物输运模型

由于污染物的堆积和上部覆盖层自重的作用,污染物填埋场中的防渗层会发生固结,并由此产生压缩变形。固结过程可诱发污染物的对流输运,同时也会引起土层体积和结构的变化从而改变其固有的输运性质。考虑了固结过程对土层中污染物的输运过程和输运系数这两种情况的影响,建立了土层非线性固结过程与污染物对流–扩散输运过程耦合的模型。采用Crank-Nicolson有限差分法求解了此非线性模型在单面排水条件下的一维输运问题。编制了相应的matlab程序,利用这一程序进行了计算,并对计算结果进行了分析和比较。

土渗流演示设备的设计

为了观察水在土中的渗透过程以及模拟土的渗透破坏等现象,设计了一套渗流演示实验设备,该设备能进行多种演示和模拟实验。该文介绍了渗流演示设备的组成结构,以及它所能进行的试验。为进行土力学渗透及流网绘制等内容的教学提供一个良好的工具,可令抽象的"渗透"变得更加具体。

三轴围压下土受冲击荷载的试验研究

对在不同速率冲击荷载下,原状粉土、粉砂土及粉质粘土在不同围压下的三轴试验进行了说明,对在一定围压下不同加载速率对土样强度特性的影响进行了研究。结果表明,对于粉土及粉砂土,在一定围压下,土样的应力-应变曲线随冲击荷载速率的增大而升高,表现为强度的增大;对粉质粘土,在一定的围压下,土样的应力应变曲线随冲击荷载速率的增大而降低,表现为强度的降低;对不同种类的土,在相同的冲击荷载速率下,土样的抗剪强度都随围压的增大而增大。

基于变形与脆性特性的类岩石材料配比正交试验研究

采用正交试验方法配制了不同水胶比、砂胶比、硅灰-水泥比的颗粒性材料探究与选定砂岩具有相近变形及脆性特征的类岩石材料的配制过程。选取材料变形指标E/σc及脆性指标σc/σt与砂岩统计数据作比较,确定了符合砂岩基本变形以及脆性特征的材料配比范围;针对正交试验组E/σc及σc/σt进行极差分析,得到这两个指标随配比三因素各水平变化规律;采用多元多项式求解方法确定了与选定砂岩性质相近的类岩石材料配比,并进行试验检验。经对比认为,采用该方法配制的类岩石材料其变形、脆性指标数值与选定砂岩对应指标数值均较好地符合,可以代替选定砂岩进行室内岩石及岩体力学性质试验。

基于分形理论构建随机粗糙节理模型的方法研究

粗糙节理三维形貌特征是影响岩体沿节理面剪切力学性质的关键因素。采用3D扫描方法重构巴西劈裂试验得到的砂岩张节理表面形貌模型。根据粗糙节理表面统计自相似性质,引入地形学领域广泛应用的随机分形数字高程模型生成方法,通过调节不同的随机参数d,采用"菱形–正方形"算法迭代生成一系列不同形貌特征的分形粗糙表面数字高程模型,并将其与天然砂岩张节理进行形貌特征比较。采用三维盒维数法计算天然砂岩张节理以及随机构建的分形高程模型的分形维数,并基于选定的剪切方向统计2种模型的视倾角统计分布规律。分别以分形维数以及视倾角统计分布标准差为表征粗糙模型三维形貌特征的参数,确定了该天然张节理的形貌特征参数对应的粗糙度水平符合随机参数d=2~3 mm范围的分形高程模型的粗糙度水平,验证了基于分形理论构建随机数字高程模型的方法在模拟构建粗糙节理表面模型方面的可行性。