学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

非饱和土渗透数值计算及模拟公式研究

作　者: 胡记磊
导　师: 王晓初；郭仁东
学　校: 沈阳大学
专　业: 岩土工程
关键词: 非饱和土渗流试验装置入渗深度数值计算模拟公式
分类号: TU43
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 118次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在采矿、水利、交通、地质和岩土等工程中常常会遇到关于非饱和渗流的问题。由于非饱和土的特性和工程性质不再符合经典土力学的概念和原理,而且非饱和渗流深藏于地下,可预知性较差,影响因素非常复杂,对人类工程活动造成的影响巨大,因此,非饱和土渗流在各工程领域中应用问题的研究已成为日益紧迫的研究课题。本文通过数值计算和试验研究两个方面,对非饱和土的渗透规律及渗透深度与湿度关系式的确定进行了深入研究,给出了较为合理且有一定应用价值的入渗深度模拟公式,该公式的使用非常简捷方便,适合于广大工程技术人员的使用。本文的主要研究内容如下:(1)介绍了非饱和土的基本特性以及渗流基本微分方程。在非饱和渗透理论基础之上,利用理查德兹渗透方程常用的土壤水力本构关系式,推导出土壤水土势函数及其各阶导数公式,提供给非饱和渗透数值计算使用。(2)研究菲利普的渗透速度计算公式,在合理的无时间差分变量计算模型基础之上提出更简捷的渗透深度与含水量模拟解析公式。同时,建立一种新型的模拟公式计算法,将渗透深度与土壤含水量的函数关系(如指数、对数、幂函数等)转换为线性函数关系。然后用最小二乘法理论及相应的计算机程序模拟计算其函数关系的系数,并给出相关度较高的模拟公式。(3)制备出非饱和渗流试验装置,测量了非饱和土壤的渗透深度,绘制出土壤的渗透深度与湿度的关系曲线,进一步阐述非饱和渗透的规律,同时,介绍了试验的原理及试验装置的操作。最后,通过测得的入渗深度数据论证得出非饱和渗透深度模拟公式是合理快捷的。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-19
  1.1 问题的提出  11-13
  1.2 国内外研究现状  13-16
    1.2.1 国内研究现状  13-14
    1.2.2 国外研究现状  14-16
  1.3 本文研究内容和组织结构  16-17
    1.3.1 研究内容  16-17
    1.3.2 组织结构  17
  1.4 本文的创新点  17-19
2 非饱和土的基本特性  19-29
  2.1 非饱和土的相态特性  19-20
  2.2 非饱和土的吸力特性  20-23
    2.2.1 非饱和土中水的存在形式  20-21
    2.2.2 非饱和土中吸力的组成  21-23
  2.3 非饱和土的强度特性  23-25
    2.3.1 Mohr‐Coulomb 准则  23-24
    2.3.2 非饱和土的破坏准则  24-25
  2.4 非饱和土的渗透特性  25-29
    2.4.1 土水特性曲线  25-26
    2.4.2 渗透系数的表达  26-29
3 非饱和渗流理论  29-37
  3.1 非饱和渗流基本方程  29-32
    3.1.1 非饱和土的水流运动方程  29
    3.1.2 非饱和渗流连续方程  29-31
    3.1.3 非饱和渗流控制方程  31-32
  3.2 非饱和渗流中的水土势函数  32-34
    3.2.1 水力本构函数的一般形式  32-33
    3.2.2 水力本构函数的导数形式  33-34
  3.3 定解条件  34-37
4 非饱和土渗透数值计算  37-57
  4.1 渗流计算方法概述  37-39
  4.2 非饱和土渗透简化差分法计算  39-42
  4.3 非饱和土渗透深度公式模拟  42-57
    4.3.1 回归分析法的拟合原理  42-45
    4.3.2 分段拟合湿度系数曲线  45-57
5 非饱和土渗流试验  57-71
  5.1 试验概述  57-58
  5.2 试验器材及试样的制备  58-59
    5.2.1 试验器材  58
    5.2.2 试样的制备  58-59
  5.3 试验基本步骤  59-60
  5.4 试验注意事项  60
  5.5 试验结果与分析  60-66
  5.6 模拟公式论证  66-71
6 结论与展望  71-73
  6.1 总结  71
  6.2 展望  71-73
参考文献  73-77
在学期间研究成果  77-79
致谢  79-80

非饱和土渗透数值计算及模拟公式研究

内容摘要

全文目录

相似论文