基于遗传算法与神经网络的逆向侵蚀管涌通道表征方法

1

作者 梁越 饶育锋 +5 位作者 赵卓越 许彬 杨晓霞 夏日风 邓惠丹 RASHID Hafiz Aqib 《岩土力学》 北大核心 2026年第1期323-336,共14页

堤防是应用最广泛且有效的防洪工程措施之一。然而,由于堤防老化、加固措施不力以及复杂的地质条件,在汛期常发生管涌等险情,导致重大且往往难以修复的损失。以双层堤基逆向侵蚀管涌(backward erosion piping,简称BEP)为研究对象,开展... 堤防是应用最广泛且有效的防洪工程措施之一。然而,由于堤防老化、加固措施不力以及复杂的地质条件,在汛期常发生管涌等险情,导致重大且往往难以修复的损失。以双层堤基逆向侵蚀管涌(backward erosion piping,简称BEP)为研究对象,开展遗传算法(genetic algorithm,简称GA)优化的反向传播(back propagation,简称BP)神经网洛对逆向侵蚀管涌通道进行刻画研究。主要研究工作及成果包括:(1)通过非均质含水层中BEP的数值模拟构建训练数据集,并利用室内沙槽管涌试验验证了该数据集的可靠性;(2)从BEP室内试验的Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组数据中提取水头H和渗透系数K数据,进行数据集扩充,并优化GA-BP模型以表征I组试验结果,结果表明优化后的模型能更准确地刻画K≤1.0 cm/s的区域;(3)利用优化后的GA-BP模型表征BEP通道的发展过程。结果表明,该模型能准确捕捉总体发展趋势,但在表征通道位置和尺寸方面与实际条件仍存在微小偏差。综上所述,研究为表征BEP提供了有效工具,并证明了GA-BP网络模型在该领域的实际应用潜力。 展开更多

关键词 逆向侵蚀管涌 管涌通道 BP神经网络 遗传算法 渗透系数

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氯化钠溶液改良黄土强度及压缩特性试验研究

2

作者 赵云辉 《防灾科技学院学报》 2025年第3期60-68,共9页

针对黄土地区工程建设中地基处理面临的湿陷性与力学性能改良需求,以马兰黄土为对象,通过室内直剪试验和固结试验,系统分析0~4--mol/L氯化钠溶液在不同含水率(10%、14%、18%)条件下,对黄土抗剪强度及压缩特性的影响规律。结果表明:NaCl... 针对黄土地区工程建设中地基处理面临的湿陷性与力学性能改良需求,以马兰黄土为对象,通过室内直剪试验和固结试验,系统分析0~4--mol/L氯化钠溶液在不同含水率(10%、14%、18%)条件下,对黄土抗剪强度及压缩特性的影响规律。结果表明:NaCl溶液改良效果呈浓度依赖性双阶段响应,天然含水率条件下,当浓度≤-3--mol/L时,Na+通过置换土颗粒表面Ca^(2+)、Mg^(2+)等高价离子,压缩双电层并促进颗粒絮凝,形成紧密结构,使黏聚力从30.47--kPa提升至34.49--kPa(增幅13%),内摩擦角从26.50°增至27.66°(增幅4%),抗剪强度同步提高,压缩系数从0.185--MPa^(-1)降至0.141--MPa^(-1)(降幅24%),孔隙结构优化显著;同一浓度下,黏聚力随含水率增加而降低,最大降低幅度约12%;当浓度大于3--mol/L时,过量Na+导致颗粒表面电荷饱和,结构分散化,且盐分结晶产生膨胀力破坏土体,黏聚力、内摩擦角及压缩系数分别回落至34.32--kPa、27.60°和0.216--MPa^(-1)。综合力学性能与结构稳定性,NaCl溶液改良黄土的最佳浓度为2~3--mol/L,建议匹配10%~14%含水率,实际应用中需通过控制环境湿度、减少水分蒸发抑制盐分结晶对长期强度的劣化作用。 展开更多

关键词 黄土改良 氯化钠溶液 抗剪强度 压缩特性

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不同配合比下砂泥岩填料蠕变力学模型

3

作者 尚亚琼 杨柯红 +1 位作者 蔺国骞 曹利军 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期62-70,共9页

为揭示砂泥岩填料在不同配合比下的蠕变力学特性,开展不同配合比下的砂泥岩填料剪切蠕变试验。试验发现填料等时应力-应变曲线具有明显的非线性特征,由此定义反映不同配合比及载荷时间的黏弹性模量,以此描述填料黏弹性变形,建立非定常... 为揭示砂泥岩填料在不同配合比下的蠕变力学特性,开展不同配合比下的砂泥岩填料剪切蠕变试验。试验发现填料等时应力-应变曲线具有明显的非线性特征,由此定义反映不同配合比及载荷时间的黏弹性模量,以此描述填料黏弹性变形,建立非定常弹性体来描述瞬时弹性变形,引入SP元件构建表征黏塑性变形的非定常黏塑性体,得到不同配合比下的砂泥岩填料非线性蠕变力学模型。同时采用新建模型和基础模型模拟填料蠕变试验数据,验证了新建模型的合理性和可行性。研究结论为码头砂泥岩混合填料地基长期稳定性评价提供参考。 展开更多

关键词 配合比 泥岩颗粒含量 砂泥岩填料 蠕变 非线性 黏弹性模量 力学模型

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碱渣土工试验方法及其工程土特性研究 被引量：26

4

作者 王芳 徐竹青 +1 位作者 严丽雪 曹培 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1211-1214,共4页

根据碱渣的化学构成与土不同的特点,通过一系列试验的比较与探索,提出了测定碱渣基本物理性质较为合理的试验方法。在此基础上研究了碱渣及其滤饼与粉煤灰、黏土在不同配比下的力学特性,从而为碱渣的综合利用提供重要的技术依据。

关键词 碱渣 改良 室内试验 温度 时间 物理力学性质

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堆石料剪胀特性大型三轴试验研究 被引量：36

5

作者 刘萌成 高玉峰 刘汉龙 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期205-211,共7页

基于不同初始孔隙比e0和不同固结压力σc情况下筑坝堆石料大型三轴固结排水剪切试验,分析了堆石料应力应变关系与体积应变关系以及剪胀率ζ与塑性剪应变εsp关系的变化规律。研究表明:对于颗粒级配确定的堆石料,剪胀剪缩转化关系由临界... 基于不同初始孔隙比e0和不同固结压力σc情况下筑坝堆石料大型三轴固结排水剪切试验,分析了堆石料应力应变关系与体积应变关系以及剪胀率ζ与塑性剪应变εsp关系的变化规律。研究表明:对于颗粒级配确定的堆石料,剪胀剪缩转化关系由临界初始孔隙比(e0)crit与临界固结压力(σc)crit共同决定;堆石料破坏时的剪胀率ζf可以成为材料剪胀性的判断标准。通过试验数据非线性拟合分析,提出了堆石料应力应变关系与塑性体积应变关系的统一表达式以及初始物理力学状态依赖的应力-剪胀方程和破坏时剪胀率ζf表达式,并由此获得了堆石料剪胀剪缩转化的判断准则。 展开更多

关键词 堆石料 剪胀 大型三轴试验 固结压力 初始孔隙比 非线性拟合

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上海软土土水特征的室内试验研究 被引量：44

6

作者 叶为民 白云 +2 位作者 金麒 陈宝 崔玉军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期260-263,共4页

详细介绍了滤纸法、渗析法与气相法3种室内土样吸力量测方法,并采用这3种方法获取了上海浅层②1层土在0～1400 kPa范围以及全吸力范围上的土水特征曲线。由此可得以下结论:①明确上海第②1层软土的进气值在110～250 kPa之间;②上海第②... 详细介绍了滤纸法、渗析法与气相法3种室内土样吸力量测方法,并采用这3种方法获取了上海浅层②1层土在0～1400 kPa范围以及全吸力范围上的土水特征曲线。由此可得以下结论:①明确上海第②1层软土的进气值在110～250 kPa之间;②上海第②1土层的残余饱和度对应的吸力值约为20 MPa;③上海地区软土的减饱和过程具有明显的阶段特征;④低吸力范围内,上海软土土水特征曲线存在明显的滞后性。 展开更多

关键词 吸力 滤纸法 渗析法 气相法 土水特征曲线

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察汗乌苏水电站坝体料残余变形特性试验研究 被引量：4

7

作者 阮元成 陈宁 常亚屏 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2004年第10期74-77,共4页

　介绍了通过大型动三轴试验,对新疆察汗乌苏水电站混凝土面板堆石坝坝体主砂卵砾石料和过渡料动力残余变形特性进行的试验研究工作.分别给出了动力残余体应变和动力残余轴应变的参数值.在总结近年来试验成果的基础上,对于粗粒料残余体... 　介绍了通过大型动三轴试验,对新疆察汗乌苏水电站混凝土面板堆石坝坝体主砂卵砾石料和过渡料动力残余变形特性进行的试验研究工作.分别给出了动力残余体应变和动力残余轴应变的参数值.在总结近年来试验成果的基础上,对于粗粒料残余体应变和残余轴应变的发展变化规律进行了比较和讨论,并对残余轴应变的资料整理方法和表达式提出了建议. 展开更多

关键词 粗粒料 动力残余变形特性 残余体应变 残余轴应变 察汗鸟苏水电站 坝体料 新疆维吾尔自治区

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复合土工膜缺陷渗透量试验观测 被引量：15

8

作者 刘凤茹 沈洪俊 王铁强 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2004年第2期49-51,共3页

结合某复合土工膜斜墙坝工程材料实际情况,自行设计试验装置,进行复合土工膜缺陷渗透量试验研究,经长期观测得到复合土工膜在不同缺陷孔径、不同水头作用下的缺陷渗透量实测值。分析了复合土工膜的缺陷渗透作用机理及相关因素对其影响,... 结合某复合土工膜斜墙坝工程材料实际情况,自行设计试验装置,进行复合土工膜缺陷渗透量试验研究,经长期观测得到复合土工膜在不同缺陷孔径、不同水头作用下的缺陷渗透量实测值。分析了复合土工膜的缺陷渗透作用机理及相关因素对其影响,为土工膜的防渗设计提供依据。 展开更多

关键词 复合土工膜 等效孔径 缺陷渗透量 垫层材料 复合防渗层 试验现象

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砾石土心墙料的强度与变形特性试验研究 被引量：2

9

作者 左永振 赵娜 周跃峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期100-104,共5页

对于土心墙堆石坝,坝体的强度与变形协调是制约工程建设的关键问题。心墙料变形较大,致使荷载传递给变形相对较小的坝壳粗粒料,产生拱效应,容易导致水力劈裂的发生,破坏坝体的防渗系统。高土心墙堆石坝砾石土心墙料,含有大量黏性土,渗... 对于土心墙堆石坝,坝体的强度与变形协调是制约工程建设的关键问题。心墙料变形较大,致使荷载传递给变形相对较小的坝壳粗粒料,产生拱效应,容易导致水力劈裂的发生,破坏坝体的防渗系统。高土心墙堆石坝砾石土心墙料,含有大量黏性土,渗透系数低、固结饱和排水困难,导致大尺寸试样的强度及变形难以准确测量。采用"砂芯"增加饱和排水通道,加速试样饱和、固结可以有效的解决这一问题。针对某水电站砾石土心墙料,进行了试样直径500,300,150,100 mm等系列的三轴剪切试验和平面应变试验,探讨了剪切速率、试样尺寸、最大颗粒粒径、应力状态等因素对强度和变形的影响规律,获得了砾石土心墙料比较真实的强度与变形参数。 展开更多

关键词 高土石坝 砾石土心墙料 强度与变形特性 剪切速率 缩尺效应

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粗粒坝料边坡稳定分析强度指标研究 被引量：3

10

作者 魏匡民 朱晟 石蹈波 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2697-2703,共7页

分别采用线性、非线性强度指标,对几座典型高堆石坝边坡进行稳定计算,并分析了计算结果产生差异的内在原因;认为粗粒土坝坡最危险滑弧位置较浅,低围压区的抗剪强度特性才是决定坝坡是否稳定的关键。在国内外多个堆石坝料强度统计资料基... 分别采用线性、非线性强度指标,对几座典型高堆石坝边坡进行稳定计算,并分析了计算结果产生差异的内在原因;认为粗粒土坝坡最危险滑弧位置较浅,低围压区的抗剪强度特性才是决定坝坡是否稳定的关键。在国内外多个堆石坝料强度统计资料基础上,认为De Mello幂函数强度准则更合理地反映不同应力范围抗剪强度的非线性特征;通过拟定不同坝高、坡比的坝坡进行稳定计算,确定了土石坝不同坝高潜在最危险滑块的工作应力范围,并建议了基于该应力范围的线性强度指标取值,其边坡稳定分析最小安全系数与非线性强度指标的计算值基本相当。 展开更多

关键词 边坡稳定 粗粒土 强度指标 应力范围

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浅表层吹填土真空预压技术的室内模拟研究 被引量：1

11

作者 李涛 胡晓阳 +4 位作者 陈达 蔡广杰 张济棉 孟鑫 高健 《浙江水利科技》 2016年第2期5-7,共3页

针对浅表层吹填土的真空预压技术,从模型试验的角度针对排水板的不同布置形式进行了试验研究。通过模型试验与土体表面沉降、真空度测量,认为真空度随排水板沿深度的消散和在土体内部传递的消散不可忽略,在这些区域中,驱动土体固结发展... 针对浅表层吹填土的真空预压技术,从模型试验的角度针对排水板的不同布置形式进行了试验研究。通过模型试验与土体表面沉降、真空度测量,认为真空度随排水板沿深度的消散和在土体内部传递的消散不可忽略,在这些区域中,驱动土体固结发展的可能不是真空度的传递,而是土中水的缓慢渗流。最大排水距离应该是衡量不同排水板布置效果的关键数据。 展开更多

关键词 真空预压技术(VPT) 室内模型模拟 浅表层吹填土 吹填淤泥

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水泥稳定土基层现场密度测试方法的对比研究 被引量：2

12

作者 周文渊 王冠通 《山西建筑》 2020年第14期72-73,共2页

采用灌砂测试法和钻芯测试法,对某工程的水泥稳定土基层的现场密度进行了测定。对两种方法测得的结果进行了对比分析,阐述了产生差异的原因,并给出了建议。

关键词 水泥稳定土 路面基层 灌砂法 钻芯法

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压电陶瓷弯曲元法测试土样弹性剪切模量 被引量：21

13

作者 黄博 殷建华 +1 位作者 陈云敏 吴世明 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期155-160,共6页

在动三轴仪基础上开发研制了压电陶瓷弯曲元相结合的测试系统。利用该系统测试了钱塘江粉土的弹性剪切模量 ,并与共振柱试验结果相对比 ,两者非常相近。本文还用 Hardin和 Richart经验公式对钱塘江粉砂土的试验结果拟合 ,也取得了很好... 在动三轴仪基础上开发研制了压电陶瓷弯曲元相结合的测试系统。利用该系统测试了钱塘江粉土的弹性剪切模量 ,并与共振柱试验结果相对比 ,两者非常相近。本文还用 Hardin和 Richart经验公式对钱塘江粉砂土的试验结果拟合 ,也取得了很好的结果 ,从而证明了该系统的可靠性。压电陶瓷弯曲元是一种很有发展前途和应用前景的试验手段 ,值得在理论和实验中进一步研究。 展开更多

关键词 压电陶瓷 弯曲元 弹性剪切模量 P波 S波 土样

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渗流潜蚀作用临界发生条件的推导 被引量：17

14

作者 李喜安 陈文军 +2 位作者 邓亚虹 李亮 贾丽娜 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2010年第5期217-221,共5页

为了进一步深入了解渗流潜蚀作用的发生条件及其机理,首先在对国内外文献进行广泛调研的基础上,将"管涌"、"渗透压密"、"流土"、"突涌"等几种最为常见的渗流潜蚀作用的概念模型进行了严格界定... 为了进一步深入了解渗流潜蚀作用的发生条件及其机理,首先在对国内外文献进行广泛调研的基础上,将"管涌"、"渗透压密"、"流土"、"突涌"等几种最为常见的渗流潜蚀作用的概念模型进行了严格界定,将流土及突涌发生时的渗流方向扩展到任意方向。其次,通过受力分析,利用解析方法推导了"管涌"、"渗透压密"、"流土"、"突涌"等渗流潜蚀作用发生的临界条件,并对其他地下径流作用下发生的潜蚀作用进行了讨论。最后,指出由于渗流潜蚀作用发生环境的多样性,对其发生临界条件的判断应就其具体受力情况来具体分析。根据渗流潜蚀作用临界发生条件推导得出的相关结果,为潜蚀作用的进一步研究提供了理论基础。 展开更多

关键词 潜蚀 管涌 渗透压密 流土 突涌 临界条件

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土质滑坡相似材料试验设计理论及评价方法研究 被引量：31

15

作者 程圣国 罗先启 方坤河 《水力发电》 北大核心 2002年第4期21-22,29,共3页

通过对土质滑坡相似材料试验设计理论和试验结果评价体系的研究 ,比较了常用试验设计理论的优缺点 ,指出均匀设计在相似材料试验研究中的优越性 ,并提出一套与均匀设计配套的试验数据处理理论和试验结果评价体系 。

关键词 滑坡 相似材料 均匀设计 模糊综合评判

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初始组构影响砂土液化势的细观数值模拟 被引量：7

16

作者 史旦达 周健 +1 位作者 刘文白 邓益兵 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期766-774,共9页

基于PFC2D椭圆颗粒单元的二次开发,通过制备3种不同初始颗粒定向的数值试样,分别为随机定向(R试样)、水平定向(H试样)和竖直定向(V试样),研究了初始组构对砂土液化势的影响。数值试验采用常体积(面积)循环等应变幅加荷条件,试验过程在... 基于PFC2D椭圆颗粒单元的二次开发,通过制备3种不同初始颗粒定向的数值试样,分别为随机定向(R试样)、水平定向(H试样)和竖直定向(V试样),研究了初始组构对砂土液化势的影响。数值试验采用常体积(面积)循环等应变幅加荷条件,试验过程在对比分析3种不同颗粒定向试样液化宏观力学响应的同时,从颗粒尺度层面探讨了不同颗粒定向试样的初始组构特征,揭示了初始组构影响砂土液化势的细观力学机理。结果表明,颗粒规则定向的试样其抗液化强度要高于随机定向试样,在细观机理上与不同颗粒定向试样的初始平均接触数有关,砂土的液化过程是一个组构各向异性的演化过程。 展开更多

关键词 初始组构 液化势 初始平均接触数 颗粒定向 组构各向异性

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矩形沟埋涵洞顶部垂直土压力试验和理论研究 被引量：19

17

作者 李永刚 张善元 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1081-1086,共6页

针对无黏性填土,通过模型试验和理论分析的方法研究矩形沟埋刚性涵洞顶部的垂直土压力。考虑胸腔土体的作用,建立了沟埋涵洞土压力的计算模型和计算公式,结果表明,计算值与试验值相吻合。沟槽宽度等于涵洞外径时,洞顶土压力系数随填土... 针对无黏性填土,通过模型试验和理论分析的方法研究矩形沟埋刚性涵洞顶部的垂直土压力。考虑胸腔土体的作用,建立了沟埋涵洞土压力的计算模型和计算公式,结果表明,计算值与试验值相吻合。沟槽宽度等于涵洞外径时,洞顶土压力系数随填土高度的增大呈单调减小的变化规律;沟槽宽度大于涵洞外径时,洞顶土压力系数随填土高度的增大呈先增后减的变化规律;洞顶填土厚度等于初始等沉面高度时,土压力系数最大。槽洞宽比加大时,土压力系数、等沉面高度按双曲线规律增大,7倍洞径的沟槽宽度近似为沟埋式涵洞和上埋式涵洞的临界槽宽。填土内摩角增大时,土压力系数增大。洞顶填土厚度增大,等沉面高度减小。 展开更多

关键词 矩形沟埋涵洞 土压力 模型试验 等沉面 计算公式

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黄河三角洲沉积环境和沉积物渗透系数的现场实验测定 被引量：8

18

作者 范晓梅 刘高焕 +1 位作者 束龙仓 刘庆生 《水资源与水工程学报》 2008年第5期6-10,共5页

在详细描述黄河三角洲的微地貌条件和沉积环境后,选择黄河故道、孤北水库和天然湿地作为研究对象,用竖管法对其沉积物的渗透系数进行现场实验测定。根据实验结果,黄河、水库和湿地底部沉积物的渗透系数分别为:0.0347 m/d、0.0098 m/d、0... 在详细描述黄河三角洲的微地貌条件和沉积环境后,选择黄河故道、孤北水库和天然湿地作为研究对象,用竖管法对其沉积物的渗透系数进行现场实验测定。根据实验结果,黄河、水库和湿地底部沉积物的渗透系数分别为:0.0347 m/d、0.0098 m/d、0.022 m/d。其中,K黄河>K湿地>K水库,符合水体的沉积环境和水动力条件。本文的结果为进一步研究黄河三角洲地表水与地下水交换关系、计算生态需水量以及进行合理有效的水资源管理提供了必要和可靠的参数。 展开更多

关键词 地表水-地下水交换 竖管实验 渗透系数 沉积物 黄河三角洲

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风积砂水分迁移试验研究 被引量：3

19

作者 毛雪松 侯仲杰 孔令坤 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期142-147,共6页

为了研究水分在风积砂中的迁移规律,以不同初始含水率、不同干密度的陕北风积砂为研究对象,在不损坏试样的前提下在试验室进行含水率的实时监测。分析了风积砂内部含水率、渗透强度的时空变化规律,得到了土水特征曲线,揭示了风积砂的水... 为了研究水分在风积砂中的迁移规律,以不同初始含水率、不同干密度的陕北风积砂为研究对象,在不损坏试样的前提下在试验室进行含水率的实时监测。分析了风积砂内部含水率、渗透强度的时空变化规律,得到了土水特征曲线,揭示了风积砂的水分迁移特征。研究表明:在等温条件下,基质势和重力势是风积砂中水分迁移的主要动力;同一干密度下、不同初始含水率的风积砂中由于基质吸力引起土体中水分迁移的湿润锋高度相同,补水量随着初始含水率的增大而减小,渗透强度随着初始含水率的增加呈现递减趋势;风积砂土水特征曲线的分布包含饱和段、过渡段和不变段,其中同一干密度土样的曲线的饱和段水分分布规律基本相同,过渡段内水分变化梯度存在较大差异,水分变化梯度随初始含水率的增大而逐渐减小;对于不同干密度的风积砂,在相同初始含水率下,补水量和渗透强度随干密度的增加而减小,毛细水上升高度随着干密度的增加而增大。 展开更多

关键词 水分迁移 迁移动力 渗透强度 土水特征曲线

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黄土地层突涌破坏机理物理模拟 被引量：2

20

作者 李喜安 郑惠芳 +3 位作者 康景辉 邓亚虹 李亮 陈文军 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2010年第5期560-564,共5页

首次通过物理模拟手段对黄土地层中的突涌破坏现象进行了研究,深刻揭示了突涌变形破坏特征及其影响因素,指出突涌变形破坏特征主要取决于黄土试样的均质性、初始密度、初始含水量、水压及边界条件及其变化变化。试验结果同时表明,黄土... 首次通过物理模拟手段对黄土地层中的突涌破坏现象进行了研究,深刻揭示了突涌变形破坏特征及其影响因素,指出突涌变形破坏特征主要取决于黄土试样的均质性、初始密度、初始含水量、水压及边界条件及其变化变化。试验结果同时表明,黄土试样的均质性、初始密度、初始含水量、水压及边界条件对初始流网形态起着控制性作用,这不仅是突涌变形破坏特征有所差异的根本原因之一,同时也是决定突涌变形破坏后续侵蚀特征的主要因素。本文研究从多个角度全面揭示了突涌的发生机理,其结论为黄土潜蚀机理的相关研究提供了有力借鉴。 展开更多

关键词 黄土 突涌 潜蚀 物理模拟

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