本文關(guān)鍵詞：裂隙性黃土滲透特性試驗研究

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【摘要】：黃土滑坡災(zāi)害的發(fā)生多與水有關(guān),土體含水量的增加是導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生的重要因素。土壤含水量是也影響植物生長的決定性因素,是建立合適的灌溉方案的基礎(chǔ)。研究地下水的分布和運移也必須通過土體水分變化監(jiān)測來實現(xiàn)。因此,研究土體水分運移規(guī)律具有非常重要的意義。本文通過涇陽南塬滑坡地質(zhì)調(diào)查,掌握滑坡群后塬裂縫和落水洞的發(fā)育規(guī)律,試驗研究確定適合測定土體含水率的傳感器,用于研究土體滲流規(guī)律的土柱和現(xiàn)場入滲試驗,對均質(zhì)和裂隙土入滲規(guī)律進行總結(jié)分析。具體研究包括以下四個方面。1.詳細調(diào)查涇陽南塬滑坡群后塬裂縫和落水洞發(fā)育規(guī)律,根據(jù)調(diào)查的GPS點位、測量結(jié)果以及素描圖,繪制裂縫和落水洞分布圖,確定裂縫和落水洞密集分布區(qū)域并進行詳細分析。對于分布規(guī)律特殊區(qū)域,詳細分析其滑坡發(fā)生次序和規(guī)律,發(fā)現(xiàn)其災(zāi)害發(fā)生較其他區(qū)域頻繁。裂縫和落水洞的存在,為降雨或灌溉水下滲進入土體提供優(yōu)勢滲流通道,影響土體滲流規(guī)律,誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。2.為了實現(xiàn)快速、持續(xù)、穩(wěn)定并且準確的含水量數(shù)據(jù)監(jiān)測,開展水分傳感器性能測試試驗。研究發(fā)現(xiàn)質(zhì)量含水率、體積含水率、飽和度三個變量與傳感器輸出值(電壓值或者介電常數(shù))關(guān)系擬合公式,均以體積含水率擬合效果最優(yōu)。干密度對擬合公式影響很小,當干密度在1.4~1.6g/cm3范圍內(nèi),可采用統(tǒng)一標定公式。相比于廠家建議標定公式,針對試驗土樣進行特殊標定后,測量精度明顯提高。通過不同安裝和操作方式測試,規(guī)范傳感器使用方法。3.為了提高現(xiàn)場和土柱入滲試驗的效率和精度,本文設(shè)計研發(fā)新型模塊化土體滲透性試驗儀和易于安裝和固定的防蒸發(fā)型雙環(huán)入滲儀。新型土體滲透性試驗儀,采用模塊化的構(gòu)件可滿足均質(zhì)土、裂隙土、垃圾土、凍土、互層土、含土工合成材料的土體等多種性質(zhì)的土的滲流試驗,且方便滲流工況和傳感器布設(shè)方案的改變,因此設(shè)備利用率高,試驗設(shè)備具有多樣性和經(jīng)濟性等特點。張力計、水分計和氣壓計等傳感器均很好的反應(yīng)了入滲過程中水分的遷移規(guī)律和氣壓的變化。張力計測試結(jié)果是反應(yīng)入滲深度變化最好的指標。水分計測試受制樣干密度影響較大,當探針周圍土體不夠密實時,水分計曲線峰值段會有明顯波動。4.為了測試土體更接近實際條件的滲透特性,本文以提高入滲試驗精度為目標自主研發(fā)適合現(xiàn)場入滲試驗的雙環(huán)入滲儀,進行現(xiàn)場均質(zhì)土和裂隙土入滲試驗。均質(zhì)土和裂隙土入滲速率變化均經(jīng)歷了快速降低、緩慢降低和保持穩(wěn)定三個階段。由于現(xiàn)場土體密度不均勻性,導(dǎo)致入滲速率降低過程中出現(xiàn)上下波動變化及后期測試入滲剖面含水率局部含水率偏大。無論均質(zhì)土還是裂隙土,由于外環(huán)入滲有明顯水平擴散且受土體密度不均性影響更大,內(nèi)環(huán)入滲結(jié)果更準確。裂隙存在為入滲提供優(yōu)勢通道,裂隙土入滲速率明顯高于均質(zhì)土。采用SL237規(guī)范建議的兩個公式計算現(xiàn)場土體飽和滲透系數(shù)結(jié)果明顯偏大,其原因為將H3取定值,不考慮土體實際吸力變化。因此,H3取值需進一步的討論。
【關(guān)鍵詞】：涇陽南緣 裂縫 落水洞 裂隙黃土 水分傳感器 土柱入滲 雙環(huán)入滲
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P642.22;TU411.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 選題背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及問題11-15
• 1.2.1 非飽和滲流研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 黃土裂隙成因機理研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 黃土裂隙滲流研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.4 裂隙性黃土滲透系數(shù)求解研究現(xiàn)狀15
• 1.3 主要研究內(nèi)容15-18
• 第二章 涇陽南塬區(qū)域環(huán)境地質(zhì)條件18-29
• 2.1 研究區(qū)水文地質(zhì)概況18-20
• 2.1.1 研究區(qū)位置18-19
• 2.1.2 地形地貌和地層巖性19
• 2.1.3 氣象水文概況19-20
• 2.2 研究區(qū)滑坡后緣裂縫調(diào)查20-24
• 2.2.1 裂縫分布密度圖20-23
• 2.2.2 裂縫發(fā)育特殊區(qū)段23-24
• 2.3 研究區(qū)滑坡后緣落水洞調(diào)查24-28
• 2.3.1 落水洞分布密度調(diào)查24-26
• 2.3.2 落水洞發(fā)育特殊區(qū)段26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 土壤水分傳感器性能試驗測試29-48
• 3.1 水分傳感器測量原理29-30
• 3.2 傳感器調(diào)試校準試驗方案設(shè)計30-34
• 3.2.1 傳感器選型30-31
• 3.2.2 試驗土樣及方案31-34
• 3.3 校準實驗結(jié)果分析34-45
• 3.3.1 傳感器校準曲線的確定34-38
• 3.3.2 傳感器測量體積測試38-39
• 3.3.3 傳感器安裝要求測試39-42
• 3.3.4 雜質(zhì)對傳感器測量影響42-43
• 3.3.5 傳感器測量含水率不均勻土體43-45
• 3.4 水分計在滲流試驗中的應(yīng)用45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第四章 黃土入滲試驗設(shè)備研制48-57
• 4.1 新型模塊化土體滲透性試驗儀開發(fā)和研制48-52
• 4.1.1 設(shè)計和研制背景48-49
• 4.1.2 試驗裝置組成及結(jié)構(gòu)49-52
• 4.2 土柱入滲試驗方案與過程52-55
• 4.3 新型現(xiàn)場入滲試驗儀研制55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 黃土現(xiàn)場入滲試驗研究57-73
• 5.1 試驗原理及過程57-61
• 5.1.1 試驗方案及土性57-59
• 5.1.2 試驗過程59-61
• 5.2 入滲試驗結(jié)果分析61-72
• 5.2.1 均質(zhì)土入滲61-65
• 5.2.2 裂隙土入滲65-71
• 5.2.3 均質(zhì)土和裂隙土入滲試驗結(jié)果對比分析71-72
• 5.3 滲透系數(shù)計算方法討論72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論與展望73-75
• 參考文獻75-79
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果79-80
• 1. 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79
• 2. 主要參與的科研項目79-80
• 致謝80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：512088