模拟降雨入渗试验论文_王如宾,夏瑞,徐卫亚,王环玲,祁健

导读:本文包含了模拟降雨入渗试验论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:入渗,土壤,壤土,枣园,黄土高原,黄土,数值。

模拟降雨入渗试验论文文献综述

王如宾,夏瑞,徐卫亚,王环玲,祁健[1](2019)在《滑坡堆积体降雨入渗过程物理模拟试验研究》一文中研究指出降雨强度对滑坡坡面降雨入渗过程有显着影响,进而对滑坡变形稳定起着重要作用,孔隙水压力变化是降雨入渗诱发滑坡失稳的重要因素。为进一步探明降雨入渗过程与堆积体滑坡变形失稳破坏模式之间的内在关系,基于人工模拟降雨室内大型滑坡模型试验,研究了不同降雨强度下滑坡堆积体孔隙水压力变化与土压力的响应规律与变形破坏模式,揭示了降雨诱发滑坡变形破坏机理。结果表明:降雨入渗引起滑坡堆积体内孔隙水压力和土压力增加,且随着降雨强度的增大,滑坡体内孔隙水压力和土压力增长速率随之增大。堆积体滑坡变形破坏与孔隙水压力变化密切相关,滑坡堆积体内孔隙水压力随降雨历时的增加不断变大,进而基质吸力不断减小;滑坡体破坏区上侧会产生拉裂缝,下侧由于挤压作用出现土体隆胀,坡脚处会出现局部流土等现象。降雨强度大小与堆积体滑坡变形破坏模式密切相关,雨强大小为0.44 mm/min时,形成多级后退式滑坡变形破坏;雨强为0.57 mm/min时,滑坡体沿最危险剪切面发生大范围滑动破坏,并最终形成塑性流动。(本文来源于《工程科学与技术》期刊2019年04期)

王宇[2](2018)在《降雨入渗诱发黄土边坡失稳室内试验及数值模拟研究》一文中研究指出近年来,随着公路、铁路工程建设速度的加快,工程建设所需穿越的工程地质条件也越来越复杂,作为人类活动最基本的地质环境,黄土地区高填土边坡不断涌现。由于黄土特殊的结构性和力学特性,强降雨极易导致该类边坡的冲蚀破坏甚至是滑坡的产生。叁门峡市地处豫西边陲,是通秦连晋的咽喉要塞,区域内公路通车里程达9343公里。作为东部产业转移和西部资源输出的必经之地,急速发展的交通需求使得区域内黄土填料的合理评价与利用问题显得日益突出。基于此,本文以叁门峡黄土路堤边坡为研究对象,进行重塑黄土边坡室内模拟降雨试验,通过监测坡体累计变形及土体含水率的变化,深入分析了黄土边坡在降雨作用下的渐进破坏过程,同时利用PLAXIS2D有限元软件进行数值建模,研究了边坡在间歇式降雨作用下坡体渗流场的变化情况。在此基础上,进一步探讨了降雨持时、土体含水率、降雨入渗深度以及坡体裂隙发育对边坡稳定性的影响。本文的主要研究内容及结论如下:(1)非饱和黄土的水理特性研究。利用已有的试验数据结合典型的VG模型拟合出土体在不同压实度下的土水特征曲线和渗透函数。再此基础上采用应变控制式叁轴仪对不同含水率下的重塑黄土试样进行不排水不固结试验,以进一步研究含水率的变化对黄土抗剪强度参数的影响。研究表明,不同压实度土体的土水特征曲线其饱和含水率呈现出随试样压实的增大而逐渐减小的趋势,而残余含水率的变化则正好之相反;土体含水率的变化对抗剪强度参数影响较大,主要表现在随着含水率的增加,构成黄土结构性的胶状物被分解溶蚀,土颗粒间的自由水膜变厚,吸力降低,土体粘聚力与内摩擦角均呈现随含水率的增大而线性降低的趋势。(2)黄土边坡降雨入渗室内模型试验及失稳机理研究。采用自制模型槽和重塑黄土边坡进行室内模拟降雨试验,通过实时监测坡体的变形及含水率的分布情况,推导出边坡失稳的破坏模式。黄土边坡的失稳过程为:降雨入渗和径流冲刷→坡脚软化坍塌形成临空面→上部土体容重、孔隙水压增加→拉裂缝产生→内部裂隙发育贯通形成软弱层→边坡土体下滑力增加及抗剪强度降低→失稳破坏。(3)降雨入渗作用下坡体入渗规律研究。雨水的入渗过程实际上也是土体由非饱和逐步吸水到饱和的过程。降雨过程中雨水的入渗率是动态变化的:在前两次降雨试验中,雨水平均入渗率在60%~70%左右,到第3次降雨时平均入渗率下降到43%,之后便保持在30%左右,此时大部分雨水随边坡顺流而下汇成坡面径流,造成坡面水土流失和冲蚀沟的形成。由于土体渗透系数随入渗深度的变化,雨水入渗过程会产生明显的滞后现象,坡体湿润锋的入渗速率会随着土体深度的增加而逐渐减小;坡面径流的产生使得其入渗能力提高,坡面处于有压入渗状态。坡面雨水的入渗速率约为坡顶入渗速率的3倍。(4)降雨入渗过程中坡体饱和度与基质吸力的变化规律:反复降雨作用下,土体饱和度与降雨持时正相关,随着降雨的进行浸润线下移至坡顶以下3m深处,并在此形成暂态饱和带,降雨影响深度趋于稳定。雨水的入渗会使得坡体基质吸力逐渐降低,在经历短暂停雨间歇时,坡体深部土体由于入渗的持续基质吸力会继续降低,但表层土体则由于水分的蒸发,基质吸力开始增加。且随着停雨间的延长这种效果越明显。(5)黄土边坡降雨入渗作用下稳定性分析:通过PLAXIS2D有限元软件进行数值建模,研究了边坡稳定性在降雨持时、坡体水分场以及裂隙位置3种因素影响下的变化规律。模拟结果表明降雨入渗作用下,黄土边坡的安全性系数受降雨影响较大,会随着降雨持时的增长而显着降低。边坡稳定系数变化曲线存在明显的分界点,该分界点主要与坡体临界含水率、临界入渗深度有关,超过临界值边坡将失稳。坡体裂隙的发育对其稳定性影响极大,裂隙的出现为雨水入渗提供了快速通道,使得降雨作用效果更为“直接”。裂隙所在位置不同其影响程度也不一样,坡面裂隙对边坡的影响更为严重。(本文来源于《武汉工程大学》期刊2018-09-30)

程圣东,张辉,李占斌,鲁克新,任宗萍[3](2018)在《解冻期坡面降雨入渗特征及模拟试验研究》一文中研究指出通过室内人工模拟降雨试验和水量平衡方法,研究解冻期坡面降雨入渗规律。试验处理包括4个初始解冻深度(0,2,4,6cm)和3个降雨强度(0.6,0.9,1.2mm/min)。结果表明:(1)在坡面的降雨入渗过程中,随降雨历时的延长,入渗率呈由高到低的变化,波动性明显;(2)坡面初始入渗率受降雨强度的影响较大,0.9,1.2mm/min雨强下的初始入渗率显着大于0.6mm/min下的初始入渗率(p<0.05);不同初始解冻深度下的稳定入渗率相差较小,平均入渗率的变化趋势与稳定入渗率的变化趋势相似,均随初始解冻深度的增加呈现先减小后增大,临界解冻深度为4cm;初始解冻深度为6cm时的累计入渗量显着大于解冻深度为0,2,4cm的累计入渗量(p<0.05);累计入渗量在0.6mm/min雨强下随初始解冻深度的增加而增加,而在0.9,1.2mm/min雨强下呈先减小后增大的变化趋势,临界解冻深度分别为2,4cm;(3)采用Kostiakov模型、Horton模型、蒋定生模型和Philip模型对试验结果进行模拟后发现,Horton模型最能反映解冻期坡面土壤降雨入渗的特征。研究结果可为揭示解冻期产流机制变化以及土壤侵蚀规律提供参考。(本文来源于《水土保持学报》期刊2018年04期)

薛凯喜,赵宝云,胡艳香,魏永起,程丽红[4](2016)在《非饱和红壤土降雨入渗室内模拟试验》一文中研究指出以江西省域范围内典型红壤土为研究对象,利用自行研制开发的降雨模拟试验设备与渗透试验装置,设计了大雨工况下土体初始含水率、干密度、降雨累积时间及降雨后土体静置时间等对其渗透性影响的室内试验。试验结果显示,土体渗透性随初始含水率的升高逐渐降低,给出的宏观渗透系数公式定量化描述了不同初始含水率的可渗透性强弱程度;在初始含水率相对固定的情况下,土体渗透性随干密度的增大逐渐减小,且干密度增大到一定程度后其渗透性锐减,各水平之间的差异性不再明显;累积降雨时间会显着影响深部土体的渗透性,降雨历时越长,深部土体的含水率越高;雨水的在降雨过程停止后继续沿土体纵深入渗,致使表层含水率降低,深部含水率提高,含水率特征曲线趋向竖直。(本文来源于《地球与环境》期刊2016年03期)

王成华,万正义,张成林[5](2015)在《非饱和砂土坡面降雨非正交入渗试验与数值模拟研究》一文中研究指出传统降雨入渗分析仅以降雨强度在坡面上的正交分量作为边界条件,不符合实际降雨非正交入渗规律。为了研究非饱和砂土的非正交入渗规律性,采用自行研制的室内降雨试验装置对非饱和砂土坡面进行了一系列不同降雨强度、坡角和孔隙比的降雨入渗试验,并对应地进行了正交入渗条件下的数值模拟。测量了入渗率、出渗速率及砂土储水增量随时间变化的关系曲线,分析了雨强、坡角和孔隙比对试验结果的影响。试验结果显示各试验中均无坡面径流现象,与正交入渗边界理论差异显着。通过分析非饱和砂土在传统坡面降雨正交入渗边界条件下的入渗率、出渗速率及砂土储水增量等数值模拟结果与对应的降雨入渗试验结果的差异,证明按正交入渗边界理论计算得到的砂土坡面土体含水率、入渗能力及坡面边界条件转化的判别机制均与实际情况不符。(本文来源于《岩土工程学报》期刊2015年08期)

苏洪健,刘子振,黄知花,黄斌[6](2015)在《持续降雨条件下土质边坡雨水入渗深度模拟试验》一文中研究指出为了研究持续降雨入渗对土质边坡的影响,采用电阻法测定了降雨入渗土质边坡的入渗深度和入渗时间,分析雨水入渗深度、时间对边坡破坏的影响规律。结果表明,在坡面浅层范围内,雨水入渗深度与入渗时间可按线性关系拟合,离坡面深5cm范围内,不同位置处的雨水入渗时间和入渗规律基本相同,即离坡顶越近,雨水入渗深度越浅。模拟试验研究对持续降雨条件下土质边坡失稳防治有一定的指导作用。(本文来源于《中国科技论文》期刊2015年01期)

宋孝玉,白鹏,王娟,史文娟,王全九[7](2014)在《陕北黄土坡地枣园降雨入渗产流试验与模拟》一文中研究指出【目的】对陕北榆林黄土坡地枣园的降雨入渗、产流进行试验与模拟研究,为陕北坡地枣园雨水的高效利用提供指导。【方法】在陕北枣园径流小区,利用人工降雨试验,开展不同降雨强度(0.8,1.0,1.3mm/min)和不同初始土壤含水率(0.08,0.15,0.24cm3/cm3)条件下的降雨、入渗产流试验,运用Richards入渗方程结合水量平衡方程对人工降雨的入渗、产流过程进行模拟。【结果】土壤含水率相同条件下,降雨强度越大产流时刻越早,入渗达到稳定的时间越短,累积入渗量和径流量越大;降雨强度相同条件下,土壤初始含水率越大,产流越快,平均入渗率越小,趋于稳定入渗的时间越短,累积产流量也越大。模拟值与实测值相比,累积入渗量相对误差小于3%,平方根误差小于0.3mm;累积径流量平均误差≤12.5%,平方根误差小于0.4mm。模拟产流起始时刻普遍滞后于实测产流时刻,滞后时间最少为0.8min,最多为2.55min,其原因与坡面饱和导水率的空间变异性及降雨的不均匀性有关。【结论】采用Richards入渗方程并结合水量平衡方程模拟黄土坡地径流小区的降雨入渗、产流过程,结果合理可靠,且比较符合实际,但产流起始时间的模拟还需进一步探索。(本文来源于《西北农林科技大学学报(自然科学版)》期刊2014年11期)

包含,侯立柱,刘江涛,李蕾蕾[8](2011)在《室内模拟降雨条件下土壤水分入渗及再分布试验》一文中研究指出降雨入渗对城市绿化、防洪排涝、农业生产等方面有着重要的意义。采用室内模拟降雨,使用时域反射仪采集相关数据,从土壤含水率变化特征和湿润锋运移特点等方面,研究了在垂向一维条件下不同雨强降雨对水分入渗的影响,探讨在降雨条件下土壤水分的再分布情况,从而确定试验所用砂壤土保水性最优土层范围。结果表明:降雨结束后,土壤水分的再分布主要受土水势控制,随着时间的延长,蒸发作用逐渐占据主导地位;试验所用砂壤土的最佳保水性土层深度为20~35cm,可为植物的选栽提供参考。(本文来源于《农业工程学报》期刊2011年07期)

付丛生,陈建耀,曾松青[9](2010)在《珠叁角滨海小流域降雨入渗试验与模拟研究》一文中研究指出调查了中山大学珠海校区滨海小流域内的土壤质地情况,着重分析了其中一个径流试验场A中的土壤颗粒组成;根据实测土壤含水量、土壤吸力数据,用Gauss曲线拟合了吸水过程的土壤水分特征曲线,并编制了计算一维非饱和土壤水运动的计算机程序,模拟分析了径流试验场A在一次降雨入渗过程中、土壤含水量、土壤基质势的变化,获得了不同深度处的土壤吸水过程的水分特征曲线。(本文来源于《人民长江》期刊2010年09期)

郭梅,姜仁安[10](2008)在《边坡防护室内水力冲刷模拟试验及降雨入渗分析》一文中研究指出阐述了边坡防护室内水力冲刷模拟试验的目的、方法和步骤。针对不同边坡防护型式、不同坡率、不同土质状况的五种试件进行了降雨入渗试验,对结果进行了分析,并总结出不同工况下的降雨入渗规律。(本文来源于《辽宁省交通高等专科学校学报》期刊2008年01期)

模拟降雨入渗试验论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

近年来,随着公路、铁路工程建设速度的加快,工程建设所需穿越的工程地质条件也越来越复杂,作为人类活动最基本的地质环境,黄土地区高填土边坡不断涌现。由于黄土特殊的结构性和力学特性,强降雨极易导致该类边坡的冲蚀破坏甚至是滑坡的产生。叁门峡市地处豫西边陲,是通秦连晋的咽喉要塞,区域内公路通车里程达9343公里。作为东部产业转移和西部资源输出的必经之地,急速发展的交通需求使得区域内黄土填料的合理评价与利用问题显得日益突出。基于此,本文以叁门峡黄土路堤边坡为研究对象,进行重塑黄土边坡室内模拟降雨试验,通过监测坡体累计变形及土体含水率的变化,深入分析了黄土边坡在降雨作用下的渐进破坏过程,同时利用PLAXIS2D有限元软件进行数值建模,研究了边坡在间歇式降雨作用下坡体渗流场的变化情况。在此基础上,进一步探讨了降雨持时、土体含水率、降雨入渗深度以及坡体裂隙发育对边坡稳定性的影响。本文的主要研究内容及结论如下:(1)非饱和黄土的水理特性研究。利用已有的试验数据结合典型的VG模型拟合出土体在不同压实度下的土水特征曲线和渗透函数。再此基础上采用应变控制式叁轴仪对不同含水率下的重塑黄土试样进行不排水不固结试验,以进一步研究含水率的变化对黄土抗剪强度参数的影响。研究表明,不同压实度土体的土水特征曲线其饱和含水率呈现出随试样压实的增大而逐渐减小的趋势,而残余含水率的变化则正好之相反;土体含水率的变化对抗剪强度参数影响较大,主要表现在随着含水率的增加,构成黄土结构性的胶状物被分解溶蚀,土颗粒间的自由水膜变厚,吸力降低,土体粘聚力与内摩擦角均呈现随含水率的增大而线性降低的趋势。(2)黄土边坡降雨入渗室内模型试验及失稳机理研究。采用自制模型槽和重塑黄土边坡进行室内模拟降雨试验,通过实时监测坡体的变形及含水率的分布情况,推导出边坡失稳的破坏模式。黄土边坡的失稳过程为:降雨入渗和径流冲刷→坡脚软化坍塌形成临空面→上部土体容重、孔隙水压增加→拉裂缝产生→内部裂隙发育贯通形成软弱层→边坡土体下滑力增加及抗剪强度降低→失稳破坏。(3)降雨入渗作用下坡体入渗规律研究。雨水的入渗过程实际上也是土体由非饱和逐步吸水到饱和的过程。降雨过程中雨水的入渗率是动态变化的:在前两次降雨试验中,雨水平均入渗率在60%~70%左右,到第3次降雨时平均入渗率下降到43%,之后便保持在30%左右,此时大部分雨水随边坡顺流而下汇成坡面径流,造成坡面水土流失和冲蚀沟的形成。由于土体渗透系数随入渗深度的变化,雨水入渗过程会产生明显的滞后现象,坡体湿润锋的入渗速率会随着土体深度的增加而逐渐减小;坡面径流的产生使得其入渗能力提高,坡面处于有压入渗状态。坡面雨水的入渗速率约为坡顶入渗速率的3倍。(4)降雨入渗过程中坡体饱和度与基质吸力的变化规律:反复降雨作用下,土体饱和度与降雨持时正相关,随着降雨的进行浸润线下移至坡顶以下3m深处,并在此形成暂态饱和带,降雨影响深度趋于稳定。雨水的入渗会使得坡体基质吸力逐渐降低,在经历短暂停雨间歇时,坡体深部土体由于入渗的持续基质吸力会继续降低,但表层土体则由于水分的蒸发,基质吸力开始增加。且随着停雨间的延长这种效果越明显。(5)黄土边坡降雨入渗作用下稳定性分析:通过PLAXIS2D有限元软件进行数值建模,研究了边坡稳定性在降雨持时、坡体水分场以及裂隙位置3种因素影响下的变化规律。模拟结果表明降雨入渗作用下,黄土边坡的安全性系数受降雨影响较大,会随着降雨持时的增长而显着降低。边坡稳定系数变化曲线存在明显的分界点,该分界点主要与坡体临界含水率、临界入渗深度有关,超过临界值边坡将失稳。坡体裂隙的发育对其稳定性影响极大,裂隙的出现为雨水入渗提供了快速通道,使得降雨作用效果更为“直接”。裂隙所在位置不同其影响程度也不一样,坡面裂隙对边坡的影响更为严重。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

模拟降雨入渗试验论文参考文献

[1].王如宾,夏瑞,徐卫亚,王环玲,祁健.滑坡堆积体降雨入渗过程物理模拟试验研究[J].工程科学与技术.2019

[2].王宇.降雨入渗诱发黄土边坡失稳室内试验及数值模拟研究[D].武汉工程大学.2018

[3].程圣东,张辉,李占斌,鲁克新,任宗萍.解冻期坡面降雨入渗特征及模拟试验研究[J].水土保持学报.2018

[4].薛凯喜,赵宝云,胡艳香,魏永起,程丽红.非饱和红壤土降雨入渗室内模拟试验[J].地球与环境.2016

[5].王成华,万正义,张成林.非饱和砂土坡面降雨非正交入渗试验与数值模拟研究[J].岩土工程学报.2015

[6].苏洪健,刘子振,黄知花,黄斌.持续降雨条件下土质边坡雨水入渗深度模拟试验[J].中国科技论文.2015

[7].宋孝玉,白鹏,王娟,史文娟,王全九.陕北黄土坡地枣园降雨入渗产流试验与模拟[J].西北农林科技大学学报(自然科学版).2014

[8].包含,侯立柱,刘江涛,李蕾蕾.室内模拟降雨条件下土壤水分入渗及再分布试验[J].农业工程学报.2011

[9].付丛生,陈建耀,曾松青.珠叁角滨海小流域降雨入渗试验与模拟研究[J].人民长江.2010

[10].郭梅,姜仁安.边坡防护室内水力冲刷模拟试验及降雨入渗分析[J].辽宁省交通高等专科学校学报.2008

论文知识图

模拟降雨入渗试验表层含水率变...模拟降雨入渗试验第二层含水率...仪器设备图实验模型剖面图不同坡度原状坡面模拟降雨入渗过程叁种模型曲线与实测曲线比较图

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