本文關(guān)鍵詞：基于Boltzmann方法的植被發(fā)育斜坡土體大孔隙滲流研究　出處：《昆明理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 格子Boltzmann方法 植被發(fā)育斜坡 滑坡 大孔隙 CT掃描

【摘要】：山區(qū)流域植被發(fā)育斜坡的失穩(wěn)往往尾隨強(qiáng)降雨發(fā)生,降雨入滲引起的地下水位上升是導(dǎo)致斜坡失穩(wěn)的主要原因,而飽和滲透系數(shù)是評價土體的滲透特性的主要參數(shù),大孔隙分布規(guī)律及其結(jié)構(gòu)特征是影響土體滲透性的關(guān)鍵因素,因此對植被發(fā)育斜坡土體大孔隙和滲透性展開研究是很有必要的。本文以頭寨溝植被發(fā)育斜坡土體為研究對象,基于Boltzmann方法,采用D3Q19基本模型,通過四個垂向邊界采用標(biāo)準(zhǔn)反彈格式、兩個水平向不透水邊界及土體顆粒采用反彈格式設(shè)置邊界條件。編制C語言程序,對植被發(fā)育斜坡土體CT掃描切片進(jìn)行處理,建立格子Blotzmann三維大孔隙滲流模型,模擬降雨入滲過程,分析滲流的變化規(guī)律,及整體和局部滲流場的分布情況。通過染色示蹤實驗測定染色面積比與室內(nèi)環(huán)刀滲透實驗測得飽和滲透系數(shù),與格子Blotzmann方法計算結(jié)果進(jìn)行對比分析。本文的主要工作和取得的主要成果如下：(1)CT掃描技術(shù)用于分析土體大孔隙精度較高；大孔隙度隨深度增加有減小的趨勢,各孔徑級別的大孔隙數(shù)量隨孔徑級別增加呈指數(shù)規(guī)律遞減。(2)在連通性較好、孔徑較大的區(qū)域流體流速較快,且孔隙中心區(qū)域平均流速為邊界區(qū)域平均流速的7倍,由中心向兩側(cè)遞減；封閉或者連通性差的孔洞導(dǎo)水率極小,孔隙滲流速度基本為零,沿水平方向的滲流區(qū)域分布稀疏；大孔隙優(yōu)先流的導(dǎo)流能力主要集中在垂直方向上,植被發(fā)育斜坡土體內(nèi)的大孔隙縱向?qū)Я髂芰φ冀^對優(yōu)勢。(3)格子Blotzmann滲流模擬結(jié)果與染色示蹤實驗結(jié)果及室內(nèi)環(huán)刀滲透實驗結(jié)果在表現(xiàn)植被發(fā)育斜坡土體大孔隙導(dǎo)流特性與規(guī)律上具有較高的相似性,基于格子Blotzmann方法的大孔隙流模擬過程與實際斜坡區(qū)土體大孔隙流過程相吻合,從介觀的角度對植被發(fā)育斜坡土體的降雨入滲過程進(jìn)行可視化研究和定量分析。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU43

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本文編號：1334702