小雨量条件下粉质壤土土—水特征曲线研究
发布时间：2021-01-30 16:32
小强度喷灌降雨是非饱和土典型的一维非充分供水渗流常见研究情形之一。由降雨引起的地下水位变化会引起非饱和土中相关水力特征参数发生相应的变化，尤其是其中的吸力与含水率的变化最为明显。且这两者之间的相关变化关系可以用土-水特征曲线进行很好的描述。目前粉质壤土以其分布广泛、结构性强、力学性能差、稳定性差、承载性能差等受到工程界广泛关注和研究。至此，进行本课题的研究有助于解决在工程建设中遇到有关粉质壤土的非饱和土水力学和土力学问题。本论文以国家级重点实验室团队重点课题（SKLGP2011Z001）《非饱和带溶质迁移转化规律试验研究》为支撑，选择均质粉质壤土为研究对象，采用室内土柱试验与理论研究相结合、软件的数值模拟与理论分析相结合的研究方法，对比研究了小雨量喷灌条件下粉质壤土下垫面封闭与否时土壤水分入渗特性、土-水特征曲线的不同；充分利用已有土壤资料使用HYDROUS-1D软件对粉质壤土的土-水特征曲线进行预测和反演；鉴于目前大多数建立起来的研究模型都是以学者的经验、土体的结构特征和基于曲线形状为依据的，本文试图以试验数据为基础选择最佳非线性参数方程进行拟合，分别选取国内外以及二次多项式参数方程...
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 选题背景及研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 非饱和带水分运移规律研究现状
1.2.2 土水特征曲线的研究现状
1.2.3 降雨条件下土壤水分入渗研究现状
1.2.4 小结
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 非饱和土土-水特征曲线研究基础
2.1 非饱和土基本特性
2.1.1 相态特性
2.1.2 吸力特性
2.2 土壤水分的形态和能态
2.3 土-水特征曲线的主要内容
2.3.1 基本概念及常用模型
2.3.2 土水特征曲线的主要特征
2.4 内外控制要素
2.4.1 内部控制要素
2.4.2 外部控制要素
2.5 土-水特征曲线的量测
2.5.1 传统量测工艺
2.5.2 现代量测工艺
2.5.3 本文采用的量测工艺
第三章 试验条件与方法
3.1 试验土壤条件
3.1.1 土壤质地
3.1.2 土壤含水率
3.1.3 土壤结构
3.2 试验仪器和设备
3.2.1 供水入渗试验设备
3.2.2 试验参数数据收集设备
3.3 试验方案与方法
3.3.1 试验方案
3.3.2 试验方法
第四章 土壤水分的基本入渗特性
4.1 粉质壤土水分入渗特性研究
4.1.1 含水率变化特性研究
4.1.2 土中基质吸力变化特性
4.1.3 土壤湿润锋及锋速的变化特性
4.2 本章小结
第五章 土-水特征曲线研究
5.1 相关描述方程
5.1.1 经验公式拟合试验数据
5.1.2 二次多项式参数方程拟合试验数据
5.2 参数方程拟合
5.2.1 Williams 参数方程拟合结果
5.2.2 包承纲参数方程拟合结果
5.2.3 二次多项式参数方程拟合
5.3 本章小结
第六章 土-水特征曲线的预报与校验
6.1 基于 HYDRUS-1D 的土水特征曲线预报
6.1.1 土的颗粒级配状况
6.1.2 HYDROUS 1D 建模原理
6.2 基于 HYDROUS -1D 的预报模型
6.2.1 基本模型的搭建
6.2.2 模型运行结果
6.2.3 模拟结果参数方程拟合
6.3 模型校验
6.3.1 模型验证
6.3.2 反演结果参数方程拟合
6.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]GDS三轴仪的非饱和土试验操作方法[J]. 李孝平,王世梅,李晓云,赖小玲. 三峡大学学报(自然科学版). 2008(05)
[2]离心模型中测量基质吸力的微型传感器[J]. 李京爽,邢义川,侯瑜京. 中国水利水电科学研究院学报. 2008(02)
[3]GM（1，1）模型预测农业用水量及节水灌溉形式[J]. 刘淑慧,程伍群,高芬,宋少刚,康国芳. 节水灌溉. 2007(08)
[4]野外模拟降雨条件下坡面降雨入渗、产流试验研究[J]. 陈洪松,邵明安,张兴昌,王克林. 水土保持学报. 2005(02)
[5]美国利用聚丙烯酰胺提高喷灌入渗率的研究[J]. 姜英,赵忠武. 水土保持科技情报. 2004(02)
[6]非饱和土的性状及膨胀土边坡稳定问题[J]. 包承纲. 岩土工程学报. 2004(01)
[7]干旱地区喷洒水利用系数的田间试验研究[J]. 李久生,饶敏杰,张建君. 农业工程学报. 2002(06)
[8]非饱和土的水分特征曲线的分形模型[J]. 徐永福,董平. 岩土力学. 2002(04)
[9]非饱和粉质粘土的土水特性试验研究[J]. 刘晓敏,赵慧丽,王连俊. 地下空间. 2001(S1)
[10]黄土丘陵区人工草地径流起始时间研究[J]. 张光辉,梁一民. 水土保持学报. 1995(03)
博士论文
[1]鄂尔多斯盆地风沙滩地区包气带水—地下水转化机理研究[D]. 赵贵章.长安大学 2011
硕士论文
[1]植被影响下包气带水分运移规律研究[D]. 杨峰.长安大学 2012
[2]降雨条件下非饱和带水—气二相流模拟研究[D]. 李云良.长安大学 2010
[3]基于土性参数预测土水特征曲线初探[D]. 王靖安.北京交通大学 2009
[4]非饱和土土水特征曲线与强度的试验研究及其应用[D]. 孟长江.大连理工大学 2006
[5]粉质土路基沉降机理与发展规律研究[D]. 赵振勇.湖南大学 2005
[6]非饱和土土—水特征曲线的研究[D]. 胡波.武汉大学 2005
本文编号：3009221
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 选题背景及研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 非饱和带水分运移规律研究现状
1.2.2 土水特征曲线的研究现状
1.2.3 降雨条件下土壤水分入渗研究现状
1.2.4 小结
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 非饱和土土-水特征曲线研究基础
2.1 非饱和土基本特性
2.1.1 相态特性
2.1.2 吸力特性
2.2 土壤水分的形态和能态
2.3 土-水特征曲线的主要内容
2.3.1 基本概念及常用模型
2.3.2 土水特征曲线的主要特征
2.4 内外控制要素
2.4.1 内部控制要素
2.4.2 外部控制要素
2.5 土-水特征曲线的量测
2.5.1 传统量测工艺
2.5.2 现代量测工艺
2.5.3 本文采用的量测工艺
第三章 试验条件与方法
3.1 试验土壤条件
3.1.1 土壤质地
3.1.2 土壤含水率
3.1.3 土壤结构
3.2 试验仪器和设备
3.2.1 供水入渗试验设备
3.2.2 试验参数数据收集设备
3.3 试验方案与方法
3.3.1 试验方案
3.3.2 试验方法
第四章 土壤水分的基本入渗特性
4.1 粉质壤土水分入渗特性研究
4.1.1 含水率变化特性研究
4.1.2 土中基质吸力变化特性
4.1.3 土壤湿润锋及锋速的变化特性
4.2 本章小结
第五章 土-水特征曲线研究
5.1 相关描述方程
5.1.1 经验公式拟合试验数据
5.1.2 二次多项式参数方程拟合试验数据
5.2 参数方程拟合
5.2.1 Williams 参数方程拟合结果
5.2.2 包承纲参数方程拟合结果
5.2.3 二次多项式参数方程拟合
5.3 本章小结
第六章 土-水特征曲线的预报与校验
6.1 基于 HYDRUS-1D 的土水特征曲线预报
6.1.1 土的颗粒级配状况
6.1.2 HYDROUS 1D 建模原理
6.2 基于 HYDROUS -1D 的预报模型
6.2.1 基本模型的搭建
6.2.2 模型运行结果
6.2.3 模拟结果参数方程拟合
6.3 模型校验
6.3.1 模型验证
6.3.2 反演结果参数方程拟合
6.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]GDS三轴仪的非饱和土试验操作方法[J]. 李孝平,王世梅,李晓云,赖小玲. 三峡大学学报(自然科学版). 2008(05)
[2]离心模型中测量基质吸力的微型传感器[J]. 李京爽,邢义川,侯瑜京. 中国水利水电科学研究院学报. 2008(02)
[3]GM（1，1）模型预测农业用水量及节水灌溉形式[J]. 刘淑慧,程伍群,高芬,宋少刚,康国芳. 节水灌溉. 2007(08)
[4]野外模拟降雨条件下坡面降雨入渗、产流试验研究[J]. 陈洪松,邵明安,张兴昌,王克林. 水土保持学报. 2005(02)
[5]美国利用聚丙烯酰胺提高喷灌入渗率的研究[J]. 姜英,赵忠武. 水土保持科技情报. 2004(02)
[6]非饱和土的性状及膨胀土边坡稳定问题[J]. 包承纲. 岩土工程学报. 2004(01)
[7]干旱地区喷洒水利用系数的田间试验研究[J]. 李久生,饶敏杰,张建君. 农业工程学报. 2002(06)
[8]非饱和土的水分特征曲线的分形模型[J]. 徐永福,董平. 岩土力学. 2002(04)
[9]非饱和粉质粘土的土水特性试验研究[J]. 刘晓敏,赵慧丽,王连俊. 地下空间. 2001(S1)
[10]黄土丘陵区人工草地径流起始时间研究[J]. 张光辉,梁一民. 水土保持学报. 1995(03)
博士论文
[1]鄂尔多斯盆地风沙滩地区包气带水—地下水转化机理研究[D]. 赵贵章.长安大学 2011
硕士论文
[1]植被影响下包气带水分运移规律研究[D]. 杨峰.长安大学 2012
[2]降雨条件下非饱和带水—气二相流模拟研究[D]. 李云良.长安大学 2010
[3]基于土性参数预测土水特征曲线初探[D]. 王靖安.北京交通大学 2009
[4]非饱和土土水特征曲线与强度的试验研究及其应用[D]. 孟长江.大连理工大学 2006
[5]粉质土路基沉降机理与发展规律研究[D]. 赵振勇.湖南大学 2005
[6]非饱和土土—水特征曲线的研究[D]. 胡波.武汉大学 2005
本文编号：3009221
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