以壤土為研究對象,將十八胺基伯胺作為斥水劑摻入天然風干重塑壤土中,配置了不同十八烷基伯胺含量和初始含水率的改性試樣,采用滴水穿透時間法測定了改性壤土的斥水等級,提出并獲得了改性壤土的臨界含水率,分析了十八烷基伯胺含量、壤土斥水等級、初始含水率的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,采用全自動三軸滲透儀,開展了改性壤土在不同水頭差作用下的滲透試驗,揭示了不同斥水等級壤土的入滲性能,獲得了改性壤土的穩(wěn)定入滲率。結(jié)果表明:十八烷基伯胺含量和土壤含水率是影響土壤斥水性的重要因素。十八烷基伯胺含量越高,土壤斥水等級越大,上限含水率越低,而下限含水率越高。土壤斥水等級相同時,初始入滲速率受水頭差影響較小,如十八胺基伯胺質(zhì)量分數(shù)為0.6%的土壤,20和60k Pa水頭差條件下其初始入滲速率分別為0.210和0.238cm/s;入滲持續(xù)一段時間后,入滲速率突然降低,降至0.005 cm/s,進入穩(wěn)定入滲階段。土壤斥水性越強,穩(wěn)定入滲速率和穩(wěn)定入滲率均呈下降趨勢,壤土防滲效果越好。起始出滲時間隨水頭差的增大而減小,隨土壤斥水性的增大而增大。上述研究成果可為斥水性土壤應用于土木水利工程領(lǐng)域提供試驗基礎(chǔ)。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學報. 2019,35(13)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【圖文】：

壤土顆粒級配曲線Fig.1Grain-sizedistributionsofloam

124的不同將斥水等級分為無（t<5s）、輕微（5s≤t<60s）、中等（60s≤t<600s）、嚴重（600s≤t<3600s）和極度（t≥3600s）5個等級[36]。為降低制樣不均勻性的影響，在試樣表面選取3處（正三角形分布，間距4cm）測定滴水穿透時間。每滴水量為0.05mL，每處滴水5滴，共計0.25mL，取3處滴水穿透時間平均值作為最終結(jié)果。整個試驗過程中溫度控制在（24±1）℃，濕度控制在64%±2%。2結(jié)果與分析2.1初始含水率對改性土壤斥水性能的影響圖2為不同初始含水率下改性壤土的滴水穿透時間變化情況。可以看出，十八烷基伯胺質(zhì)量分數(shù)為0.2%和0.4%的壤土，當含水率質(zhì)量分數(shù)低于12%時，滴水穿透時間均小于5s，表現(xiàn)出親水性；含水率質(zhì)量分數(shù)繼續(xù)增至21%時，其滴水穿透時間迅速增至3611和4012s，即斥水等級由無斥水快速升至極度斥水，增加速率基本一致；含水率質(zhì)量分數(shù)在21%～25%之間的壤土滴水穿透時間均大于3600s，斥水等級穩(wěn)定在極度；含水率質(zhì)量分數(shù)從25%增至32%（飽和）時，其斥水等級均由極度迅速降至無，下降速率基本一致。十八烷基伯胺質(zhì)量分數(shù)為0.6%和0.8%的壤土，天然風干狀態(tài)下的滴水穿透時間為731和2584s，即表現(xiàn)出嚴重的斥水等級。隨著含水率的增加，滴水穿透時間迅速增加，最大增至9345（初始含水率質(zhì)量分數(shù)為23.1%）和12364s（初始含水率質(zhì)量分數(shù)為21.6%），斥水等級為極度；隨后滴水穿透時間迅速降低，至飽和狀態(tài)時斥水性完全消失。十八烷基伯胺質(zhì)量分數(shù)為1.0%的壤土，天然風干狀態(tài)下的滴水穿透時間為4886s，已達到極度斥水等級。隨著含水率的增加，

濫誆靠紫噸鸞ケ凰?涮睢Ｒ壞┛紫端?全部貫通形成連續(xù)通道，此時外界水體可經(jīng)由內(nèi)部連續(xù)通道自由出入，縱使土壤顆粒具有斥水性，亦無法阻止?jié)B流發(fā)生。隨著初始含水率的增加，土壤的斥水性也逐漸變化，其變化規(guī)律基本符合Li等[37-38]的研究成果。圖2不同初始含水率和十八烷基伯胺含量下壤土的滴水穿透時間和斥水等級Fig.2Waterdroppenetrationtime(WDPT)andwaterrepellinglevelofloamunderdifferentinitialmoisturecontentandoctadecylaminecontent將臨界含水率與十八烷基伯胺含量的關(guān)系繪于圖3，若壤土含水率與十八烷基伯胺含量落在陰影區(qū)域內(nèi)，意味著此時壤土具有較好的斥水性，越接近陰影區(qū)域形心，斥水性越好。要使壤土斥水性長期穩(wěn)定，需合理控制壤土含水率和十八烷基伯胺含量。就本次試驗結(jié)果而言，十八烷基伯胺含量越大，壤土斥水等級越高，當其含量達到一定值時，壤土斥水等級已達到極度。這表明，十八烷基伯胺含量存在一最優(yōu)值，既能滿足斥水等級要求，又能節(jié)約用量，性價比最好。根據(jù)本試驗結(jié)果認為，十八烷基伯胺質(zhì)量分數(shù)為1.0%的壤土，在含水率為0～26.8%范圍內(nèi)皆處于極度斥水等級，較其他組十八烷基伯胺含量的斥水壤土變化范圍廣，穩(wěn)定性好，其斥水性能最為合理。圖3壤土臨界含水率與十八烷基伯胺含量關(guān)系Fig.3Relationshipbetweencriticalmoisturecontentandoctadecylaminecontentofloam


本文編號：3310280