本文關(guān)鍵詞：大氣作用下非飽和黃土路基濕度變化及影響因素研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文主要以西北地區(qū)的黃土路基為研究對象,以夏秋季節(jié),大氣作用下的降雨—蒸發(fā)作用對路基濕度場、溫度場以及變形的循環(huán)作用機理為研究目的;采用室內(nèi)物理力學試驗、人工填筑模型試驗以及有限元數(shù)值分析等多種研究方法,詳實展開了降雨—蒸發(fā)循環(huán)作用下非飽和黃土路基土體含水率、溫度、孔隙水壓力以及變形的動態(tài)響應(yīng)規(guī)律和穩(wěn)定性研究;并對不同大氣作用下,路基土體濕度場、溫度場以及橫向變形的變化規(guī)律和影響因素進行分析。主要研究內(nèi)容及成果如下:首先,總結(jié)了現(xiàn)有非飽和黃土路基在大氣作用下的基本理論、入滲理論和蒸發(fā)理論,為下文的試驗和數(shù)值模擬打下堅實的理論基礎(chǔ);對所選用的非飽和黃土的填土土樣進行了室內(nèi)物理特性的測試,測定了其級配曲線、最優(yōu)含水率、最大干密度、液限、塑限、飽和滲透系數(shù)等物理力學參數(shù),為下一步的模型試驗和數(shù)值分析做好準備工作。其次,自行設(shè)計開展了非飽和黃土路基邊坡的降雨—蒸發(fā)模型試驗,模擬了不同大氣作用對路基的影響,監(jiān)測記錄了不同大氣作用下路基模型土體的含水率、溫度和位移的變化過程;發(fā)現(xiàn)非飽和黃土路基邊坡在降雨入滲過程中,對應(yīng)著一個臨界入滲強度;路基邊坡的表層土體含水率的變化比較明顯;中雨對路基土體濕度變化的影響深度最大;路基不同位置土體含水率受到影響的程度不盡相同;非飽和黃土路基中水分的入滲速度要大于蒸發(fā)速度。最后,在前述室內(nèi)物理特性試驗和模型試驗的基礎(chǔ)上,通過非飽和土體滲流分析軟件Geo-Studio模擬了非飽和黃土路基邊坡在降雨入滲和日照蒸發(fā)作用下,土體含水率、土體溫度、以及孔隙水壓力的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)土體負孔隙水壓力與降雨時間和降雨強度成負相關(guān);在相同的日照時間下,坡中土體溫度上升的幅度最大;降雨作用對路基土體溫度的影響,表現(xiàn)為土體含水率的增加進而降低土體溫度的變化幅度并增大大氣溫度對路基溫度場的影響深度。大氣作用對黃土路基邊坡的循環(huán)作用機理是一個非常復(fù)雜的問題,本文雖然做了大量的工作,但是受非飽和土理論發(fā)展水平、試驗條件及研究方法的限制,同時模型試驗和數(shù)值模擬與大氣作用實際的影響仍有較大差別,測試過程中存在較大誤差,因此,揭示大氣作用對路基濕度的影響,仍有很長的路要走。
【關(guān)鍵詞】：非飽和黃土 降雨入滲 日照蒸發(fā) 路基 含水率 溫度
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U416.16
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 問題的提出和研究的意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 該領(lǐng)域目前存在的問題12-13
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線13-15
• 1.4.1 本文主要的研究內(nèi)容13-14
• 1.4.2 本文研究思路14-15
• 2 土體的入滲—蒸發(fā)理論15-23
• 2.1 概述15
• 2.2 土體入滲理論15-18
• 2.2.1 土體流動的達西定律15-16
• 2.2.2 一維入滲計算模型16-18
• 2.3 土體蒸發(fā)理論18-19
• 2.3.1 土體蒸發(fā)影響因素18
• 2.3.2 土體蒸發(fā)的三個階段18-19
• 2.3.3 蒸發(fā)模型19
• 2.4 非飽和黃土的土水特征曲線19-22
• 2.4.1 土水特征曲線的數(shù)學模型20-21
• 2.4.2 非飽和黃土的土水特征曲線21
• 2.4.3 非飽和黃土土水特征曲線的影響因素21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 3 室內(nèi)模型試驗裝置及方案23-35
• 3.1 試驗?zāi)康?/span>23
• 3.2 試驗裝置23-29
• 3.2.1 模型箱23-24
• 3.2.2 水分測試裝置24-25
• 3.2.3 溫度測試裝置25-26
• 3.2.4 路基邊坡位移測試裝置26-27
• 3.2.5 模擬蒸發(fā)裝置27-28
• 3.2.6 模擬降雨裝置28-29
• 3.3 試驗方案29-34
• 3.3.1 試驗設(shè)計29
• 3.3.2 土樣的物理特性試驗29-32
• 3.3.3 試驗步驟32-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 室內(nèi)模型試驗及結(jié)果分析35-53
• 4.1 非飽和黃土路基模型的“降雨—蒸發(fā)”試驗35-36
• 4.2 路基模型內(nèi)部水分場變化36-45
• 4.2.1 不同大氣作用下土體含水率的變化36-41
• 4.2.2 相同大氣作用下不同位置土體含水率的變化41-44
• 4.2.3 大氣顯著影響深度的確定44-45
• 4.3 路基模型內(nèi)部溫度場的變化趨勢45-50
• 4.3.1 靜置期（陰天+日照）45-46
• 4.3.2 降雨—蒸發(fā)期46-49
• 4.3.3 大氣作用顯著影響深度的確定49-50
• 4.4 路基邊坡橫向變形結(jié)果分析50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 5 降雨—蒸發(fā)循環(huán)作用下黃土填方路基邊坡數(shù)值分析53-66
• 5.1 概述53
• 5.2 非飽和土體滲流分析軟件介紹53-54
• 5.3 數(shù)值模擬模型參數(shù)54
• 5.3.1 黃土路堤填土的基本物理力學參數(shù)54
• 5.3.2 計算模型中土層的水力學特性54
• 5.4 降雨入滲數(shù)值模擬54-60
• 5.4.1 滲流計算的有限元網(wǎng)格劃分54-55
• 5.4.2 模型初始始條件和邊界條件55-56
• 5.4.3 降雨入滲數(shù)值模擬結(jié)果分析56-60
• 5.5 日照蒸發(fā)數(shù)值模擬及對比分析60-64
• 5.5.1 日照作用下土體含水率的變化60-61
• 5.5.2 日照作用下土體溫度場的變化61-62
• 5.5.3 模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)對比分析62-64
• 5.6 本章小結(jié)64-66
• 6 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 結(jié)論66
• 6.2 展望66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-71

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