兰州重塑黄土蒸发效应与影响因素研究
发布时间：2020-12-28 10:30
兰州地区属于干旱与半干旱气候,具有强蒸发弱降雨和多干旱少降雨的气候特点,分布着大量的非饱和黄土。由于各种气候因素和土体性质的影响,近些年来在西北黄土地区,高原旱区绿化、边坡体防护和与土体水分蒸发相关的岩土工程问题比较严峻。因此研究蒸发作用下浅表层土体中的水分运移规律及其影响因素,对防治含水率变化引起的岩土工程问题有重要的现实意义。本文在总结前人研究成果的基础上,以兰州非饱和重塑黄土为研究对象,进行了不同温度、不同风速和不同初始含水率条件下的室内土柱蒸发试验,并通过HYDRUS-1D软件进行数值模拟,研究了土体蒸发的影响因素及其水分运移规律,探究了蒸发作用对土体水分的影响深度。温度是使土体产生蒸发效应的直接要素,而风速的作用是将土体表面蒸发出的气态水传送到大气中,土体的水含量决定了蒸发的供水能力。对不同工况进行室内土柱蒸发试验,结果表明非饱和黄土的蒸发可以分为稳定蒸发阶段、减速蒸发阶段和残余蒸发阶段,土柱累积蒸发量随时间呈现出非线性增大趋势,而累计潜在蒸发量呈现出线性增大趋势,同一蒸发时间土柱蒸发量低于潜在蒸发量;温度越高,风速越大,初始含水率越大,累积蒸发量就越大,风速改变1m/s或温...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线图
①取烘干的土样 1000g，准确至 0.1g；②将干土碾散后置于叠好的细筛中，用振筛机震筛 15min；③由上而下将筛子取下，依次称取每个筛上及底盘内的土样质量，准确至 0.1g；④将粒径≤0.075mm 的土样按标准密度计法进行测定；⑤按小于某粒径的土质量占总土质量的百分比进行数据处理。（2）试验结果将试验数据处理如下表 2.1 所示，粒径级配累积曲线如图 2.1 所示。可知所有粒乎都小于 0.1mm，粒径大于 0.075mm 的土质量为总质量的 12.95%，粒径.075~0.005mm 之间的粉粒质量占总质量的 65.11%。表 2.1 土样筛分试验结果粒径(mm) 0.3 0.25 0.1 0.075 0.05 0.005小于某粒径土占总土质量百分数 P（%）100 100 98.67 87.05 71.39 21.94
兰州交通大学工程硕士学位论文- 11 -图 2.2 含水率与圆锥下沉深度关系图2.2.3 最优含水率和最大干密度确定土体最优含水率和最大干密度的方法为击实试验，分为轻型击实和重型击实，本次试验采用轻型击实。（1）试验步骤①将风干后的土样过 5mm 筛，测定筛下土样的风干含水率。②根据上面液塑限试验得出的塑限值，预估土样的最优含水率，并配制 5 个不同含水率的试样，相邻含水率相差 2%。其中两个含水率大于塑限，两个含水率小于塑限，一个含水率接近塑限。③将击实筒放在坚硬平整的地上，等量称取制备好的土样，分三层倒入筒内，土量应超过桶高的三分之一，每层 25 击，两层交界处的土做拉毛处理。击实完成时，试样高度超出击实筒顶 6mm 以下。④击实完成后，取下护筒，用刀修平击实筒顶部和底部并称重，准确至 1g，计算试样的湿密度。然后在筒中心处取两份土样测含水率。⑤试验数据处理，在直角坐标上绘制含水率与干密度的关系曲线。（2）试验结果试验数据处理结果如表 2.3 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]土体水分蒸发模型研究进展[J]. 徐士康,唐朝生,李昊达,冷挺,刘昌黎. 高校地质学报. 2017(04)
[2]考虑风速影响的土表蒸发计算方法[J]. 滕继东,单锋,张升,童军. 岩土工程学报. 2018(01)
[3]盐碱土裸土蒸发Ritchie模型修正及验证[J]. 郑鑫,李波,衣淑娟. 农业工程学报. 2016(23)
[4]非饱和土脱湿与吸湿水力特性对比研究[J]. 冯立,张茂省,孙萍萍,董英,葛瑞华. 水文地质工程地质. 2016(02)
[5]土体水分蒸发研究进展[J]. 欧阳斌强,唐朝生,王德银,徐士康,施斌. 岩土力学. 2016(03)
[6]抑制干旱区平原水库蒸发试验及蒸发模型研究[J]. 姜海波,唐凯,何新林. 干旱区资源与环境. 2016(01)
[7]土壤蒸发强度随土壤溶液盐分的变化研究[J]. 钱峰,程冬兵,刘静君. 长江科学院院报. 2015(03)
[8]非饱和黄土地表蒸发的试验研究[J]. 王铁行,陈晶晶,李彦龙. 干旱区研究. 2014(06)
[9]一种非饱和土表层蒸发过程的预测方法[J]. 张华,胡文龙,陈善雄. 岩土力学. 2014(S2)
[10]持续蒸发作用下膨胀土裂隙和湿热特性室内模型试验[J]. 李雄威,王爱军,王勇,王继果,李书进. 岩土力学. 2014(S1)
博士论文
[1]非饱和黄土结合水特性及水分迁移问题研究[D]. 李彦龙.西安建筑科技大学 2015
[2]蒸发条件下夹砂层土壤水盐运移实验研究[D]. 史文娟.西安理工大学 2005
硕士论文
[1]兰州地区垃圾填埋场腾发盖层研究[D]. 邵恩庆.兰州大学 2013
[2]土壤蒸发数学模型的建立及其试验验证[D]. 李红星.西北农林科技大学 2008
本文编号：2943599
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线图
①取烘干的土样 1000g，准确至 0.1g；②将干土碾散后置于叠好的细筛中，用振筛机震筛 15min；③由上而下将筛子取下，依次称取每个筛上及底盘内的土样质量，准确至 0.1g；④将粒径≤0.075mm 的土样按标准密度计法进行测定；⑤按小于某粒径的土质量占总土质量的百分比进行数据处理。（2）试验结果将试验数据处理如下表 2.1 所示，粒径级配累积曲线如图 2.1 所示。可知所有粒乎都小于 0.1mm，粒径大于 0.075mm 的土质量为总质量的 12.95%，粒径.075~0.005mm 之间的粉粒质量占总质量的 65.11%。表 2.1 土样筛分试验结果粒径(mm) 0.3 0.25 0.1 0.075 0.05 0.005小于某粒径土占总土质量百分数 P（%）100 100 98.67 87.05 71.39 21.94
兰州交通大学工程硕士学位论文- 11 -图 2.2 含水率与圆锥下沉深度关系图2.2.3 最优含水率和最大干密度确定土体最优含水率和最大干密度的方法为击实试验，分为轻型击实和重型击实，本次试验采用轻型击实。（1）试验步骤①将风干后的土样过 5mm 筛，测定筛下土样的风干含水率。②根据上面液塑限试验得出的塑限值，预估土样的最优含水率，并配制 5 个不同含水率的试样，相邻含水率相差 2%。其中两个含水率大于塑限，两个含水率小于塑限，一个含水率接近塑限。③将击实筒放在坚硬平整的地上，等量称取制备好的土样，分三层倒入筒内，土量应超过桶高的三分之一，每层 25 击，两层交界处的土做拉毛处理。击实完成时，试样高度超出击实筒顶 6mm 以下。④击实完成后，取下护筒，用刀修平击实筒顶部和底部并称重，准确至 1g，计算试样的湿密度。然后在筒中心处取两份土样测含水率。⑤试验数据处理，在直角坐标上绘制含水率与干密度的关系曲线。（2）试验结果试验数据处理结果如表 2.3 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]土体水分蒸发模型研究进展[J]. 徐士康,唐朝生,李昊达,冷挺,刘昌黎. 高校地质学报. 2017(04)
[2]考虑风速影响的土表蒸发计算方法[J]. 滕继东,单锋,张升,童军. 岩土工程学报. 2018(01)
[3]盐碱土裸土蒸发Ritchie模型修正及验证[J]. 郑鑫,李波,衣淑娟. 农业工程学报. 2016(23)
[4]非饱和土脱湿与吸湿水力特性对比研究[J]. 冯立,张茂省,孙萍萍,董英,葛瑞华. 水文地质工程地质. 2016(02)
[5]土体水分蒸发研究进展[J]. 欧阳斌强,唐朝生,王德银,徐士康,施斌. 岩土力学. 2016(03)
[6]抑制干旱区平原水库蒸发试验及蒸发模型研究[J]. 姜海波,唐凯,何新林. 干旱区资源与环境. 2016(01)
[7]土壤蒸发强度随土壤溶液盐分的变化研究[J]. 钱峰,程冬兵,刘静君. 长江科学院院报. 2015(03)
[8]非饱和黄土地表蒸发的试验研究[J]. 王铁行,陈晶晶,李彦龙. 干旱区研究. 2014(06)
[9]一种非饱和土表层蒸发过程的预测方法[J]. 张华,胡文龙,陈善雄. 岩土力学. 2014(S2)
[10]持续蒸发作用下膨胀土裂隙和湿热特性室内模型试验[J]. 李雄威,王爱军,王勇,王继果,李书进. 岩土力学. 2014(S1)
博士论文
[1]非饱和黄土结合水特性及水分迁移问题研究[D]. 李彦龙.西安建筑科技大学 2015
[2]蒸发条件下夹砂层土壤水盐运移实验研究[D]. 史文娟.西安理工大学 2005
硕士论文
[1]兰州地区垃圾填埋场腾发盖层研究[D]. 邵恩庆.兰州大学 2013
[2]土壤蒸发数学模型的建立及其试验验证[D]. 李红星.西北农林科技大学 2008
本文编号：2943599
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