降雨条件下崩岗侵蚀实验及水分迁移数值模拟研究
发布时间：2022-02-15 09:52
崩岗小规模存在于我国南方地区,是一种严重的水土流失形式。本文以江西省赣州市于都县花岗岩残积土为研究对象,通过一种可以改变坡度的降雨装置,研究降雨条件下花岗岩残积土侵蚀及土壤水分迁移的过程;探究短时间强降雨情况下,不同坡角崩岗的演变过程。模型实验根据土壤中体积含水率、孔隙水压力、润湿锋在土壤中的变化规律,总结花岗岩残积土崩岗的内在机理。本文还利用Hydrus-3D数值模拟软件对实验结果进行进一步论证,研究的成果可对崩岗的预防作出参考。本文主要的研究成果如下:（1）降雨模型实验前期,笔者通过查阅江西省统计局、国家统计年鉴等资料,对比分析了江西省和于都县的年平均降雨量及温度,发现于都县年平均温度为20摄氏度左右。其年平均温度高于江西省的年平均温度,这种气候适合崩岗的发育与形成,所以于都县是江西省内崩岗的重灾区。通过统计发现15年来江西省年平均崩塌比例约为27.3%,崩塌给全省带来了不可忽略的经济损失。（2）根据实验需求,设计研发了一种可以改变坡角的实验装置和实验方法,降雨模型实验装置主要分为主体模型槽;顶部降雨装置;数据采集装置和雨水收集装置。（3）通过单个降雨模型实验,发现坡底的侵蚀速率&...
【文章来源】：南昌大学江西省211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
室内模型三要素
第 2 章 降雨模型实验装置设计与实验方案100mm*6mm*6mm 的槽钢组成，两侧装有钢化玻璃，便于实验时观察土体缝隙的发展和侧向的位移、变形等情况。钢化玻璃内玻璃面贴防护膜以减小摩擦阻力。钢化玻璃由24根长为8cm的螺母固定，钢化玻璃底部及侧边均贴有厚约3mm的高粘 PE 海绵双面胶，为了防止实验时实验槽渗水，在钢化玻璃的缝隙处打上一层玻璃胶。实验槽底部安装约 4m2的花纹钢板，钢板预先在钢材市场定制好，然后焊接在实验槽底部。实验槽制作好后，由一根半径为 20mm 的实心圆钢与工字钢相连，可自由转动。外部框架顶部装有一组 2TONKS—C2 型手拉葫芦，手拉葫芦由上海虎鸽起重机械有限公司提供，该组手拉葫芦最大标准起重高度为 2.5m，最大标准起重吨位为 4t。手拉葫芦由钢丝绳和钢丝螺母固定在外部承重框架上，可将实验槽吊起以实现模拟不同坡度的模型实验。为了保证实验装置安全与稳定，我们在设计与加工时做了很多必要的安全措施，比如焊缝为满焊，主体框架脚部焊接底座等，在此就不一一列出。主体模型槽见下图 2.1 到图2.6：
第 2 章 降雨模型实验装置设计与实验方案100mm*6mm*6mm 的槽钢组成，两侧装有钢化玻璃，便于实验时观察土体缝隙的发展和侧向的位移、变形等情况。钢化玻璃内玻璃面贴防护膜以减小摩擦阻力。钢化玻璃由24根长为8cm的螺母固定，钢化玻璃底部及侧边均贴有厚约3mm的高粘 PE 海绵双面胶，为了防止实验时实验槽渗水，在钢化玻璃的缝隙处打上一层玻璃胶。实验槽底部安装约 4m2的花纹钢板，钢板预先在钢材市场定制好，然后焊接在实验槽底部。实验槽制作好后，由一根半径为 20mm 的实心圆钢与工字钢相连，可自由转动。外部框架顶部装有一组 2TONKS—C2 型手拉葫芦，手拉葫芦由上海虎鸽起重机械有限公司提供，该组手拉葫芦最大标准起重高度为 2.5m，最大标准起重吨位为 4t。手拉葫芦由钢丝绳和钢丝螺母固定在外部承重框架上，可将实验槽吊起以实现模拟不同坡度的模型实验。为了保证实验装置安全与稳定，我们在设计与加工时做了很多必要的安全措施，比如焊缝为满焊，主体框架脚部焊接底座等，在此就不一一列出。主体模型槽见下图 2.1 到图2.6：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Van Genuchten模型参数对降水入渗数值模拟的敏感性[J]. 霍思远,靳孟贵. 地球科学. 2017(03)
[2]花岗岩残积土的土水特征曲线参数概率[J]. 罗小艳,刘伟平. 土木建筑与环境工程. 2017(01)
[3]前期降雨作用下边坡滑坡模型试验[J]. 李卓,何勇军,李宏恩,徐海峰. 河海大学学报(自然科学版). 2016(05)
[4]降雨作用下堆积层滑坡的模型试验研究[J]. 石振明,赵思奕,苏越. 水文地质工程地质. 2016(04)
[5]崩岗区岩土固结特性试验研究[J]. 汪和青,刘伟平. 南昌大学学报(工科版). 2016(01)
[6]矿山边坡水土流失过程室内模型试验[J]. 张涛,李雄峰,陈鹏宇,李亚. 低温建筑技术. 2016(01)
[7]干湿循环下膨胀土边坡响应的模型试验[J]. 张雨灼,王柳江,刘斯宏,林亚伟. 郑州大学学报(工学版). 2015(06)
[8]人工降雨模拟装置的研制与工程应用进展综述[J]. 夏平,蒋建清,蔡晶垚,程超. 企业技术开发. 2015(34)
[9]红粘土边坡降雨冲刷试验研究[J]. 陈开圣. 公路工程. 2015(05)
[10]人工调查崩岗数据精度分析[J]. 刘洪鹄,秦飞,陈锦,刘政辉,丁文峰. 长江科学院院报. 2015(03)
硕士论文
[1]崩岗区土侵蚀因素及其边坡稳定性研究[D]. 周文华.南昌大学 2015
[2]于都县崩岗分布特征及其侵蚀机理研究[D]. 赵静.江西农业大学 2015
[3]黄土边坡的室内模型试验及数值模拟分析[D]. 陈伟.西北农林科技大学 2013
[4]红壤坡面与黄土坡面土壤侵蚀过程对比研究[D]. 张会茹.西北农林科技大学 2009
[5]土壤溶质运移特征实验研究[D]. 杨艳.西安理工大学 2006
本文编号：3626412
【文章来源】：南昌大学江西省211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
室内模型三要素
第 2 章 降雨模型实验装置设计与实验方案100mm*6mm*6mm 的槽钢组成，两侧装有钢化玻璃，便于实验时观察土体缝隙的发展和侧向的位移、变形等情况。钢化玻璃内玻璃面贴防护膜以减小摩擦阻力。钢化玻璃由24根长为8cm的螺母固定，钢化玻璃底部及侧边均贴有厚约3mm的高粘 PE 海绵双面胶，为了防止实验时实验槽渗水，在钢化玻璃的缝隙处打上一层玻璃胶。实验槽底部安装约 4m2的花纹钢板，钢板预先在钢材市场定制好，然后焊接在实验槽底部。实验槽制作好后，由一根半径为 20mm 的实心圆钢与工字钢相连，可自由转动。外部框架顶部装有一组 2TONKS—C2 型手拉葫芦，手拉葫芦由上海虎鸽起重机械有限公司提供，该组手拉葫芦最大标准起重高度为 2.5m，最大标准起重吨位为 4t。手拉葫芦由钢丝绳和钢丝螺母固定在外部承重框架上，可将实验槽吊起以实现模拟不同坡度的模型实验。为了保证实验装置安全与稳定，我们在设计与加工时做了很多必要的安全措施，比如焊缝为满焊，主体框架脚部焊接底座等，在此就不一一列出。主体模型槽见下图 2.1 到图2.6：
第 2 章 降雨模型实验装置设计与实验方案100mm*6mm*6mm 的槽钢组成，两侧装有钢化玻璃，便于实验时观察土体缝隙的发展和侧向的位移、变形等情况。钢化玻璃内玻璃面贴防护膜以减小摩擦阻力。钢化玻璃由24根长为8cm的螺母固定，钢化玻璃底部及侧边均贴有厚约3mm的高粘 PE 海绵双面胶，为了防止实验时实验槽渗水，在钢化玻璃的缝隙处打上一层玻璃胶。实验槽底部安装约 4m2的花纹钢板，钢板预先在钢材市场定制好，然后焊接在实验槽底部。实验槽制作好后，由一根半径为 20mm 的实心圆钢与工字钢相连，可自由转动。外部框架顶部装有一组 2TONKS—C2 型手拉葫芦，手拉葫芦由上海虎鸽起重机械有限公司提供，该组手拉葫芦最大标准起重高度为 2.5m，最大标准起重吨位为 4t。手拉葫芦由钢丝绳和钢丝螺母固定在外部承重框架上，可将实验槽吊起以实现模拟不同坡度的模型实验。为了保证实验装置安全与稳定，我们在设计与加工时做了很多必要的安全措施，比如焊缝为满焊，主体框架脚部焊接底座等，在此就不一一列出。主体模型槽见下图 2.1 到图2.6：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Van Genuchten模型参数对降水入渗数值模拟的敏感性[J]. 霍思远,靳孟贵. 地球科学. 2017(03)
[2]花岗岩残积土的土水特征曲线参数概率[J]. 罗小艳,刘伟平. 土木建筑与环境工程. 2017(01)
[3]前期降雨作用下边坡滑坡模型试验[J]. 李卓,何勇军,李宏恩,徐海峰. 河海大学学报(自然科学版). 2016(05)
[4]降雨作用下堆积层滑坡的模型试验研究[J]. 石振明,赵思奕,苏越. 水文地质工程地质. 2016(04)
[5]崩岗区岩土固结特性试验研究[J]. 汪和青,刘伟平. 南昌大学学报(工科版). 2016(01)
[6]矿山边坡水土流失过程室内模型试验[J]. 张涛,李雄峰,陈鹏宇,李亚. 低温建筑技术. 2016(01)
[7]干湿循环下膨胀土边坡响应的模型试验[J]. 张雨灼,王柳江,刘斯宏,林亚伟. 郑州大学学报(工学版). 2015(06)
[8]人工降雨模拟装置的研制与工程应用进展综述[J]. 夏平,蒋建清,蔡晶垚,程超. 企业技术开发. 2015(34)
[9]红粘土边坡降雨冲刷试验研究[J]. 陈开圣. 公路工程. 2015(05)
[10]人工调查崩岗数据精度分析[J]. 刘洪鹄,秦飞,陈锦,刘政辉,丁文峰. 长江科学院院报. 2015(03)
硕士论文
[1]崩岗区土侵蚀因素及其边坡稳定性研究[D]. 周文华.南昌大学 2015
[2]于都县崩岗分布特征及其侵蚀机理研究[D]. 赵静.江西农业大学 2015
[3]黄土边坡的室内模型试验及数值模拟分析[D]. 陈伟.西北农林科技大学 2013
[4]红壤坡面与黄土坡面土壤侵蚀过程对比研究[D]. 张会茹.西北农林科技大学 2009
[5]土壤溶质运移特征实验研究[D]. 杨艳.西安理工大学 2006
本文编号：3626412
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