基于改进溶质吸力方程的含盐土毛细水迁移规律研究

1

作者 沈宇鹏 曹权 +2 位作者 李丹 李子政 李志强 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期135-142,共8页

在特殊土地区,毛细水和盐的共同作用极易导致冻胀、盐胀等路基病害。含盐量较高的土壤中,溶质吸力作为重要驱动因素影响毛细水上升。在分析现有溶质吸力计算不足的基础上,提出适用于含有单价离子电解质溶液的溶质吸力系数确定方法,并验... 在特殊土地区,毛细水和盐的共同作用极易导致冻胀、盐胀等路基病害。含盐量较高的土壤中,溶质吸力作为重要驱动因素影响毛细水上升。在分析现有溶质吸力计算不足的基础上,提出适用于含有单价离子电解质溶液的溶质吸力系数确定方法,并验证其精度和适用性;基于毛细孔径分布模型理论,提出能体现盐分作用的毛细最大上升高度预测方法并验证其适宜性。研究结果表明,针对含NaCl和Na_(2)SO_(4)土壤的溶质吸力计算公式相较于经典公式具有更高的准确性,NaCl和Na_(2)SO_(4)的存在对基质吸力会产生影响,吸力曲线随着盐含量的增加有增大的趋势,其对溶质吸力的影响更大;该预测方法能够较好体现盐分在毛细上升高度的贡献。 展开更多

关键词 毛细水 含盐土 毛细上升高度 溶质吸力 土水势

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道路生态滤沟回填黄土毛细持水特性试验研究

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作者 南亚林 张晓玉 +3 位作者 陈鸿 安鹏 刘魁 CAMARA Ibrahima Kalil 《中外公路》 2024年第4期83-90,共8页

市政道路生态滤沟雨季积水渗透、旱季保墒是基本功能,而黄土生态滤沟回填土的设计无据可依,常导致景观植被雨季渍害或旱季枯死。为此,通过对重塑黄土进行小尺寸毛细水上升高度试验、大尺寸持水特性模型试验以及非饱和数值分析研究。结... 市政道路生态滤沟雨季积水渗透、旱季保墒是基本功能,而黄土生态滤沟回填土的设计无据可依,常导致景观植被雨季渍害或旱季枯死。为此,通过对重塑黄土进行小尺寸毛细水上升高度试验、大尺寸持水特性模型试验以及非饱和数值分析研究。结果表明:当干密度分别为1.3 g/cm^(3)、1.4 g/cm^(3)时,土柱的最终毛细水上升高度均可达到100 cm。土柱高度超过20 cm后,其含水率基本保持稳定,稳定含水率分别为30.0%、28.0%;在重塑黄土毛细水上升过程中,存在一个暂态饱和区,其中干密度越小,孔隙比越大,大孔隙数量增多,毛细吸力减弱,导致水分迁移速率较慢,同时被湿桥封闭的大气泡数量也较多,因此暂态饱和区的持续时间较长。对于1.3 g/cm^(3)的土柱,其湿润锋时程曲线的模拟值与实测值基本吻合。综合考虑黄土地层稳定的天然平均干密度、毛细水上升高度及其持水特性以及生态滤沟回填土在后期将经历反复的渗透固结与毛细作用,采用1.2 g/cm^(3)作为回填控制干密度,以确保市政道路生态滤沟中的植土在旱季仍能维持植被生长所需的土壤湿度。 展开更多

关键词 生态滤沟 回填黄土 毛细水上升 模型试验 数值模拟

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土壤氯化钠含量对毛管水上升特性影响研究 被引量：6

3

作者 刘建军 程东娟 于振红 《节水灌溉》 北大核心 2011年第2期8-10,14,共4页

通过室内不同氯化钠含量土壤的毛管水上升试验,分析了土壤中氯化钠含量对毛管水上升特性的影响。结果表明:随着土壤中氯化钠含量增大,相同入渗时间的毛管水上升高度和地下水补给量越小;入渗结束后,相同距离的土壤含水量减小。经分析,毛... 通过室内不同氯化钠含量土壤的毛管水上升试验,分析了土壤中氯化钠含量对毛管水上升特性的影响。结果表明:随着土壤中氯化钠含量增大,相同入渗时间的毛管水上升高度和地下水补给量越小;入渗结束后,相同距离的土壤含水量减小。经分析,毛管水上升高度和地下水补给量之间存在密切的直线相关关系,二者分别与时间存在密切的幂函数关系。钠离子对土壤的破坏和对土壤的阻渗作用在有水的情况下在很短时间内即可发生。以上研究成果为保持水盐平衡提供理论基础。 展开更多

关键词 土壤 盐度 毛管水

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表面活性剂对土壤毛细水上升特性的影响 被引量：3

4

作者 王兴照 李英杰 +3 位作者 胡晶 周春坚 田森林 黄建洪 《安徽农业科学》 CAS 2018年第18期98-101,120,共5页

[目的]探明表面活性剂对污染土壤理化性质的影响。[方法]研究土壤修复中常用的3种表面活性剂(十二烷基硫酸钠、吐温40、吐温80)对土壤毛细水上升高度、上升速度以及土壤含水率的影响。[结果]表面活性剂的加入均可降低土壤毛细水上升高度... [目的]探明表面活性剂对污染土壤理化性质的影响。[方法]研究土壤修复中常用的3种表面活性剂(十二烷基硫酸钠、吐温40、吐温80)对土壤毛细水上升高度、上升速度以及土壤含水率的影响。[结果]表面活性剂的加入均可降低土壤毛细水上升高度,在1.00倍临界胶束浓度(CMC)时,3种表面活性剂溶液在土壤中的毛细水上升高度分别减小了13.6%、22.1%和27.9%,且毛细水上升高度可采用幂函数进行定量预测。土壤毛细水上升速率和含水率随表面活性浓度的增加呈减小趋势,且表面活性剂浓度低于CMC时,影响较大,随着浓度的继续增加,影响逐渐减小并趋于平缓。[结论]该研究对于认识表面活性剂-土壤复合体系的理化性质及进行污染土壤修复工程设计具有重要意义。 展开更多

关键词 土壤 表面活性剂 毛细水上升 含水率

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层施保水剂用量对毛管水上升特性的影响 被引量：1

5

作者 杨惠珍 阚常庆 毛晓红 《水科学与工程技术》 2013年第5期68-71,共4页

通过室内模拟大田层施保水剂不同用量对沙质土的毛管水上升试验,分析了土壤中层施保水剂用量对毛管水上升特性的影响。结果分析:随着层施保水剂用量的增加,相同入渗时间的毛管水上升高度和地下水补给量减小;入渗结束后,相同高度的土壤... 通过室内模拟大田层施保水剂不同用量对沙质土的毛管水上升试验,分析了土壤中层施保水剂用量对毛管水上升特性的影响。结果分析:随着层施保水剂用量的增加,相同入渗时间的毛管水上升高度和地下水补给量减小;入渗结束后,相同高度的土壤含水率减小。经数据及图表分析,毛管水上升高度和地下水补给量两者之间存在密切的直线相关关系,两者分别与时间存在密切的幂函数关系。保水剂加入土壤遇到水后,通过改变土壤结构对毛管水的运移产生了影响,保水剂用量越大对毛管水的上升抑制作用越明显。 展开更多

关键词 保水剂用量 毛管水 特性影响

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机场道基毛细水上升高度及处治对策研究

6

作者 王航 《路基工程》 2014年第6期118-121,共4页

以某机场高富水土基为背景,采用GEO Studio有限元软件,建立精确反映孔隙率、含水量与基质吸力、孔隙水压力相关性的数值模型。分析结果表明:无隔离层黏土道基毛细水上升高度为2.6 m;采用砂砾石隔离层可降低毛细水的上升高度,推荐采用0.... 以某机场高富水土基为背景,采用GEO Studio有限元软件,建立精确反映孔隙率、含水量与基质吸力、孔隙水压力相关性的数值模型。分析结果表明:无隔离层黏土道基毛细水上升高度为2.6 m;采用砂砾石隔离层可降低毛细水的上升高度,推荐采用0.6 m厚级配砂砾石作为隔离层方案,既减小填高和造价,缩短了工期,又减少了对环境的破坏,具有良好的经济效益与社会效益。 展开更多

关键词 机场道基 毛细水上升高度 数值分析 级配砂砾隔离层 基质吸力 孔隙率

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夹砂层土体构型毛管水上升的实验研究 被引量：32

7

作者 史文娟 汪志荣 +1 位作者 沈冰 宋孝玉 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2004年第6期167-170,共4页

针对西北地区土壤剖面多呈层状和春季强烈返盐季节土壤多处于裸露状态的特点,通过室内土柱实验,研究了有地下水位条件下夹砂层剖面的土壤蒸发问题。结果表明,砂层会影响毛管水上升的高度和速度,毛管水到达土表的时间随砂层厚度的增加、... 针对西北地区土壤剖面多呈层状和春季强烈返盐季节土壤多处于裸露状态的特点,通过室内土柱实验,研究了有地下水位条件下夹砂层剖面的土壤蒸发问题。结果表明,砂层会影响毛管水上升的高度和速度,毛管水到达土表的时间随砂层厚度的增加、层位的升高以及级配的变差而延长,但砂层级配对于水分的阻滞作用最大。砂层影响各层土壤含水量的分布,在水分达到平衡状态时,砂层以下土壤含水量大于均质土,而砂层以上土壤含水量则小于或近似于均质土。砂层能明显降低地下水的蒸发量,但夹砂层土柱的蒸发量随砂层厚度的增加而降低,而表砂层土柱的蒸发量则随砂层厚度的增加而增强。在蒸发阶段,砂层层位的作用表现更为显著。 展开更多

关键词 夹砂层 土体构型 毛管水 实验研究 地下水 蒸发量

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吉林省西部碳酸盐渍土基本性质试验研究 被引量：16

8

作者 王文华 王清 +1 位作者 张静 陈慧娥 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期217-224,共8页

通过对吉林省西部镇赉县盐渍土分布区进行现场勘查、采样和室内物理化学试验分析,研究了相同位置不同深度土样的基本性质.结果表明:地表以下1m以内土的易溶盐总量占单位土体质量百分比为0.1045%～0.466 0%,该盐渍土类型为弱碳酸盐渍土.... 通过对吉林省西部镇赉县盐渍土分布区进行现场勘查、采样和室内物理化学试验分析,研究了相同位置不同深度土样的基本性质.结果表明:地表以下1m以内土的易溶盐总量占单位土体质量百分比为0.1045%～0.466 0%,该盐渍土类型为弱碳酸盐渍土.地表以下0～30 cm深度范围内,土壤含盐量随深度的增加而增加;在30～100 cm深度范围内土壤含盐量随深度的增加而减小.土体类别为低液限黏土,土的pH值为8.12～9.12,天然状态下呈碱性.在0～30 cm深度范围内,pH值随深度的增加而增加,在30～100 cm深度范围内随深度的增加而减小.土中含有一定量的有机质,并含有大量交换性钠,这对土的毛细性及冻结过程中的水分迁移产生较大影响.通过毛细水上升试验发现,距地表0～40 cm深度范围内土体中含有大量的交换性钠,颗粒分散性极大,土颗粒间孔隙过小,毛细阻力大,毛细现象微弱.冻融法毛细水上升试验中,温度梯度作用引起的土中薄膜水的迁移造成了不同层高土含水率的微量变化. 展开更多

关键词 吉林西部 碳酸盐渍土 基本性质 毛细水上升试验

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基于黏性土分形特征的毛细水上升高度研究 被引量：9

9

作者 肖红宇 刘明寿 +1 位作者 彭鹏程 杜兴武 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期48-52,58,共6页

对于单个毛管而言,毛细水上升高度仅与毛管截面周长和面积的比值有关,而毛管截面周长及面积的比值即为毛管的比表面积。文章根据土体有效孔隙比表面积与毛管比表面积相等的原则,假定土体为理想毛管模型,并通过水在单个毛管中的上升运动... 对于单个毛管而言,毛细水上升高度仅与毛管截面周长和面积的比值有关,而毛管截面周长及面积的比值即为毛管的比表面积。文章根据土体有效孔隙比表面积与毛管比表面积相等的原则,假定土体为理想毛管模型,并通过水在单个毛管中的上升运动规律推导出土体内毛细水上升高度预测公式。然后将本文公式预测结果、海森公式预测结果与实测结果进行了对比分析,结果表明,海森公式计算结果误差均大于10 cm,而本文公式计算结果误差均小于10 cm,且误差在工程允许范围之内。故本文推导的毛细水上升高度预测公式较海森公式误差小,具有一定的实际应用价值。 展开更多

关键词 颗粒分形特征 毛管模型 比表面积 毛细水上升高度

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砂性土路堤填料毛细水上升试验分析

10

作者 桓宇 《内蒙古公路与运输》 2024年第1期1-4,共4页

为分析砂性土路基填料的毛细水上升规律,文章依托某高速公路,通过施工现场取样,在了解砂性土样的基本性质后,通过室内试验分析了压实度、温度、含水量对毛细水上升规律的影响。结果表明:压实度对毛细水上升高度的影响较大,随压实度增加... 为分析砂性土路基填料的毛细水上升规律,文章依托某高速公路,通过施工现场取样,在了解砂性土样的基本性质后,通过室内试验分析了压实度、温度、含水量对毛细水上升规律的影响。结果表明:压实度对毛细水上升高度的影响较大,随压实度增加,砂性土毛细水上升高度也随之增加,路基压实度应高于95%;环境温度对其影响较小,随温度升高毛细水上升高度略有增加;含水量对毛细水影响较显著,随含水量的增加,毛细水明显下降,路基填料含水量应控制在9%~10%。 展开更多

关键词 砂性土 毛细水上升试验 压实度 温度 含水量

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长春地区季节冻土水分迁移实验研究 被引量：2

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作者 李杨 王清 王坛华 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第35期307-311,共5页

对长春地区的水分迁移进行了实验研究。首先对长春地区温度场分布进行了介绍。然后利用毛细水上升实验研究了长春地区季节冻土的冻结和融化特征。采用自制的水分迁移仪,选取了两个地点的土样,对不同压实度的试样进行了冻结状态下的水分... 对长春地区的水分迁移进行了实验研究。首先对长春地区温度场分布进行了介绍。然后利用毛细水上升实验研究了长春地区季节冻土的冻结和融化特征。采用自制的水分迁移仪,选取了两个地点的土样,对不同压实度的试样进行了冻结状态下的水分迁移实验。结果表明,本区冻结过程中水分迁移的主体是薄膜水。当压实度低于90%时,土体中毛细水的上升高度随着压实度的增加而增大;但是当土体的压实度超过90%时,则有相反趋势。 展开更多

关键词 季节冻土 水分迁移 毛细水上升高度 压实度

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干旱区外排土场表土毛细试验研究

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作者 张子光 薛飞 +4 位作者 李海潮 白继元 马力 毕银丽 彭苏萍 《煤炭工程》 北大核心 2021年第S01期71-75,共5页

为了提高干旱区外排土场灌溉水的利用效率,通过重构包气带毛细层,来改善土壤毛细作用程度,使储存在表土下部浅层的水分得以通过毛细作用及时提供给植物根部,并且利用试验获得毛细水上升高度与上升时间的规律来确定合理的灌溉频率,以红... 为了提高干旱区外排土场灌溉水的利用效率,通过重构包气带毛细层,来改善土壤毛细作用程度,使储存在表土下部浅层的水分得以通过毛细作用及时提供给植物根部,并且利用试验获得毛细水上升高度与上升时间的规律来确定合理的灌溉频率,以红沙泉露天煤矿外排土场表土为例,通过室内物理实验,探究并获得土壤毛细作用湿润锋最大上升高度,上升速率及其他参数。通过软件建模分析出土壤水力特征曲线,并计算出毛细最大上升高度。研究结果显示:土壤毛细作用发生初期,湿润锋向上移动速度较快,2h内快速降至较低速度,在第17d毛细水上升至最大高度73.6cm,为重构干旱区外排土场表层及植被修复提供基础参考。 展开更多

关键词 干旱区 外排土场 毛细试验 毛细水上升高度 上升速率 灌溉频率

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