干湿循环下云南红土的渗透特性研究

论文摘要

本文以云南红土为研究对象,针对云南干湿分明、降雨集中的气候特点以及红土型大坝存在的渗漏问题,结合国家自然科学基金项目“云南红土型大坝的干湿循环效应研究”（项目编号:51568031）,提出了“干湿循环下云南红土的渗透性研究”课题。考虑初始含水率、初始干密度、增湿时间、脱湿时间、干湿循环次数的影响,通过干湿循环试验和变水头渗透试验方法,研究不同影响因素下渗透前后干湿循环红土试样的含水率、初始渗透时间、初始渗透水头以及渗透系数的变化。该研究成果对于有效防治红土型大坝的渗透问题具有重要的参考价值。通过研究,取得了以下研究成果:干湿循环下红土的渗透性:干湿循环作用改变了红土的渗透特性。随着干湿循环次数的增加,增湿后红土试样的含水率降低,初始渗透时间逐渐延长,初始渗透水头下降高度逐渐降低,渗透系数逐渐减小。不同初始含水率下干湿循环红土的渗透性:初始含水率的变化影响了干湿循环红土的渗透特性。随着初始含水率增加,增湿后红土试样的含水率增加,初始渗透水头下降高度逐渐降低,渗透系数逐渐减小,透水性能降低;初始渗透时间呈凹形增大的变化,以最优含水率27%为界,当初始含水率小于27%时,初始渗透时间逐渐减小;当初始含水率大于27%时,初始渗透时间逐渐增加。不同初始干密度下干湿循环红土的渗透性:初始干密度的大小会对红土的渗透特性产生影响。随着初始干密度的增加,增湿后红土试样的含水率减小,初始渗透时间逐渐延长,初始渗透水头差逐渐减小,渗透系数逐渐降低,透水性能下降。不同增-脱湿时间下干湿循环红土的渗透性:增湿条件下,随着增湿时间的延长,增湿后红土试样的含水率逐渐增加,初始渗透时间逐渐减小,初始渗透水头下降高度逐渐降低,渗透系数在有限的范围内波动;脱湿条件下,随着脱湿时间的延长,脱湿后的含水率逐渐减小,初始渗透时间逐渐延长,初始渗透水头下降高度逐渐升高,渗透系数逐渐减小。不同因素影响干湿循环红土渗透性的实质:初始含水率、初始干密度、增湿、脱湿时间是一个相互影响、相互循环的过程,初始含水率的不同会影响孔隙空间的饱和度,在干湿循环作用下,产生不同的膨胀、收缩,间接改变着红土试样的干密度;而初始干密度的不同会对水分的迁入、迁出产生影响,再加上干湿循环作用,更加加剧了水分迁移的差异,使红土试样由初始干密度的不同引发含水率的差异,从而对土体渗透特性产生影响;增湿、脱湿时间长短的差异破坏土体内部连接力,随着干湿干湿循环渗透的作用,造成土颗粒的软化、迁移,间接改变土体的局部干密度与孔隙分布,造成水分迁移的不均匀差异化,又反过来影响干密度、孔隙变化、含水率变化,三者相互影响,相互作用。

论文目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 引言

1.2 土体的干湿循环特性研究现状

1.2.1 宏观特性研究

1.2.2 微观特性研究

1.2.3 数值模拟研究

1.2.4 作用机理研究

1.2.5 干湿循环渗透研究

1.3 当前研究中存在的问题

1.4 研究课题的提出及研究内容

1.4.1 研究课题的提出

1.4.2 主要研究内容

1.5 论文的组织安排

1.6 本章小结

第二章不同初始含水率下干湿循环红土的渗透性研究

2.1 引言

2.2 试验设计

2.2.1 试验材料

2.2.2 试验方案

2.2.3 试验开展

2.3 不同初始含水率下干湿循环红土的渗透特性

2.3.1 含水率的变化

2.3.1.1 初始含水率的影响

2.3.1.2 干湿循环次数的影响

2.3.2 初始渗透时间的变化

2.3.2.1 初始含水率的影响

2.3.2.2 干湿循环次数的影响

2.3.2.3 连续渗透次数的影响

2.3.3 初始渗透水头的变化

2.3.3.1 初始含水率的影响

2.3.3.2 干湿循环次数的影响

2.3.3.3 连续渗透次数的影响

2.3.4 渗透系数的变化

2.3.4.1 初始含水率的影响

2.3.4.2 干湿循环次数的影响

2.3.4.3 连续渗透次数的影响

2.4 初始含水率对干湿循环红土渗透性的影响

2.5 本章小结

第三章不同初始干密度下干湿循环红土的渗透性研究

3.1 引言

3.2 试验设计

3.3 不同初始干密度下干湿循环红土的渗透特性

3.3.1 质量的变化

3.3.2 含水率的变化

3.3.2.1 初始干密度的影响

3.3.2.2 干湿循环次数的影响

3.3.3 初始渗透时间的变化

3.3.3.1 初始干密度的影响

3.3.3.2 干湿循环次数的影响

3.3.3.3 连续渗透次数的影响

3.3.4 初始渗透水头的变化

3.3.4.1 初始干密度的影响

3.3.4.2 干湿循环次数的影响

3.3.4.3 连续渗透次数的影响

3.3.5 渗透系数的变化

3.3.5.1 初始干密度的影响

3.3.5.2 干湿循环次数的影响

3.3.5.3 连续渗透次数的影响

3.4 初始干密度对干湿循环红土渗透性的影响

3.5 本章小结

第四章不同增-脱湿时间下干湿循环红土的渗透性研究

4.1 引言

4.2 试验设计

4.3 不同时间下干湿循环红土的渗透特性

4.3.1 含水率的变化

4.3.1.1 增湿时间的影响

4.3.1.2 脱湿时间的影响

4.3.2 初始渗透时间的变化

4.3.2.1 增湿时间的影响

4.3.2.2 脱湿时间的影响

4.3.3 初始渗透水头的变化

4.3.3.1 增湿时间的影响

4.3.3.2 脱湿时间的影响

4.3.4 渗透系数的变化

4.3.4.1 增湿时间的影响

4.3.4.2 脱湿时间的影响

4.4 增-脱湿时间对干湿循环红土渗透性的影响

4.5 本章小结

第五章结论及建议

5.1 结论

5.2 存在问题及建议

致谢

参考文献

附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨恒

导师: 黄英

关键词: 云南红土,干湿循环,初始渗透时间,初始渗透水头,渗透系数,含水率

来源: 昆明理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 昆明理工大学

基金: 国家自然科学基金项目“云南红土型大坝的干湿循环效应研究”(项目编号:51568031)

分类号: TU43

DOI: 10.27200/d.cnki.gkmlu.2019.001108

总页数: 92

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