在干旱與半干旱的西北地區(qū),淺層黃土大面積暴露于大氣環(huán)境之中,在蒸發(fā)作用下會(huì)使土體水分、表層溫度發(fā)生動(dòng)態(tài)變化,導(dǎo)致土體內(nèi)部含水量及溫度重新分布,從而對(duì)黃土的物理力學(xué)特性產(chǎn)生重要影響,使得土體結(jié)構(gòu)、承載條件下的應(yīng)力狀態(tài)等發(fā)生改變,研究蒸發(fā)作用下土體水分運(yùn)移過(guò)程,可為黃土地區(qū)蒸發(fā)引起的工程病害的機(jī)理分析提供理論支撐。本文以蘭州地區(qū)重塑非飽和黃土為研究對(duì)象,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究蒸發(fā)條件下非飽和黃土試樣水分運(yùn)移規(guī)律,采用控制變量法進(jìn)行不同環(huán)境溫度、不同風(fēng)速、不同初始含水率、不同壓實(shí)度下非飽和黃土水分蒸發(fā)試驗(yàn),探討蒸發(fā)過(guò)程中土體含水率變化及各因素對(duì)土體蒸發(fā)速率及累積蒸發(fā)量的影響規(guī)律;并在室內(nèi)試驗(yàn)基礎(chǔ)上,利用HYDRUS-1D軟件建立一維垂向土體水熱耦合運(yùn)移數(shù)學(xué)模型,用試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行率定以及參數(shù)敏感性分析,并將模擬的結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià),以保證模型參數(shù)的合理性與有效性,數(shù)值模型能較好地預(yù)測(cè)蒸發(fā)條件下非飽和黃土水分運(yùn)移現(xiàn)象,然后進(jìn)行了溫度、風(fēng)速、初始含水率影響下及溫度梯度作用下土體水分運(yùn)移數(shù)值模擬分析。主要研究成果如下:（1）環(huán)境溫度對(duì)土樣含水率的影響規(guī)律與土樣深度、蒸發(fā)時(shí)段和參考溫度均有關(guān)... 

【文章來(lái)源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

有限差分網(wǎng)格

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-17-只能在豎向運(yùn)移，保證桶內(nèi)土體處于一維蒸發(fā)狀態(tài)。④每組試驗(yàn)共配置5個(gè)平行樣，與此同時(shí)再放一個(gè)水樣桶在箱體內(nèi)，再將制備好的試樣桶及水樣桶連同電子稱（精度0.01g）一起放入PRX-600C型智能人工氣候箱中（控溫精度0.1℃）見(jiàn)圖3.4所示，在特定的試驗(yàn)條件下進(jìn)行土體水分蒸發(fā)，試驗(yàn)期間每天9:00打開(kāi)機(jī)器，17:00將其關(guān)閉，每?jī)蓚�(gè)小時(shí)通過(guò)電子稱讀取試樣桶的質(zhì)量和水桶的質(zhì)量，并用萬(wàn)用表通過(guò)溫度傳感器測(cè)定土體不同深度處的溫度。⑤在試驗(yàn)進(jìn)行到第5d，8d，11d，13d，15d的17:00各取一個(gè)土樣，沿其深度方向從上到下每隔3cm取一個(gè)土樣，用烘干法測(cè)定不同深度處的含水率。⑥按照上述步驟，在PRX-600C型智能人工氣候箱中進(jìn)行非飽和黃土水分蒸發(fā)試驗(yàn)。該P(yáng)RX-600C型智能人工氣候箱容積600L，外形尺寸1400×680×1650mm，內(nèi)部尺寸1240×540×960mm，在主控制板中可控制溫度、相對(duì)濕度、光照等級(jí)，PRX-600C型智能人工氣候箱的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖3.5，其具體技術(shù)指標(biāo)如下：(1)溫度：控溫范圍：0~50℃（國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10~40℃），波動(dòng)度：≤±1.5℃，偏差≤±1.5℃，不均勻度≤±1.5℃。(2)相對(duì)濕度：控濕范圍：50%~90%RH（可擴(kuò)增到30%~95%RH），波動(dòng)度：≤±5%RH，偏差±5%RH~±7%RH（國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）。(3)光照度：額定光照度：0~22000LX，相對(duì)光照控制范圍：四級(jí)（0、1、2、3、4額定光照度）。(4)電壓：220V/50HZ。(5)功率：1050W。圖3.1制備土樣圖3.2土樣密封靜置

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-17-只能在豎向運(yùn)移，保證桶內(nèi)土體處于一維蒸發(fā)狀態(tài)。④每組試驗(yàn)共配置5個(gè)平行樣，與此同時(shí)再放一個(gè)水樣桶在箱體內(nèi)，再將制備好的試樣桶及水樣桶連同電子稱（精度0.01g）一起放入PRX-600C型智能人工氣候箱中（控溫精度0.1℃）見(jiàn)圖3.4所示，在特定的試驗(yàn)條件下進(jìn)行土體水分蒸發(fā)，試驗(yàn)期間每天9:00打開(kāi)機(jī)器，17:00將其關(guān)閉，每?jī)蓚�(gè)小時(shí)通過(guò)電子稱讀取試樣桶的質(zhì)量和水桶的質(zhì)量，并用萬(wàn)用表通過(guò)溫度傳感器測(cè)定土體不同深度處的溫度。⑤在試驗(yàn)進(jìn)行到第5d，8d，11d，13d，15d的17:00各取一個(gè)土樣，沿其深度方向從上到下每隔3cm取一個(gè)土樣，用烘干法測(cè)定不同深度處的含水率。⑥按照上述步驟，在PRX-600C型智能人工氣候箱中進(jìn)行非飽和黃土水分蒸發(fā)試驗(yàn)。該P(yáng)RX-600C型智能人工氣候箱容積600L，外形尺寸1400×680×1650mm，內(nèi)部尺寸1240×540×960mm，在主控制板中可控制溫度、相對(duì)濕度、光照等級(jí)，PRX-600C型智能人工氣候箱的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖3.5，其具體技術(shù)指標(biāo)如下：(1)溫度：控溫范圍：0~50℃（國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10~40℃），波動(dòng)度：≤±1.5℃，偏差≤±1.5℃，不均勻度≤±1.5℃。(2)相對(duì)濕度：控濕范圍：50%~90%RH（可擴(kuò)增到30%~95%RH），波動(dòng)度：≤±5%RH，偏差±5%RH~±7%RH（國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）。(3)光照度：額定光照度：0~22000LX，相對(duì)光照控制范圍：四級(jí)（0、1、2、3、4額定光照度）。(4)電壓：220V/50HZ。(5)功率：1050W。圖3.1制備土樣圖3.2土樣密封靜置

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非飽和黃土水分蒸發(fā)溫度效應(yīng)試驗(yàn)研究[J]. 張映梅,夏瓊,王旭,張延杰,李建東,何隴霞.  人民黃河. 2020(05)
[2]大氣作用下淺層非飽和黃土溫度變化及其影響因素研究[J]. 李仁杰,王旭,張延杰,蔣代軍,李建東,王瑞浦.  工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2019(04)
[3]一維水分運(yùn)移模型水力參數(shù)敏感性分析[J]. 劉明明,段磊,張琛,宋浩,呂婷婷,霍世璐.  中國(guó)農(nóng)村水利水電. 2019(05)
[4]甘肅黑方臺(tái)黃土水分運(yùn)移規(guī)律模擬[J]. 石蘭君,喬曉英,曾磊,趙貴章.  干旱區(qū)研究. 2018(04)
[5]溫度變化條件下重塑黃土水分遷移試驗(yàn)[J]. 葉萬(wàn)軍,劉忠祥,楊更社,趙志鵬.  煤田地質(zhì)與勘探. 2017(04)
[6]大氣作用下非飽和黃土路基濕度變化及影響因素研究[J]. 孫金龍.  內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸. 2017(03)
[7]考慮風(fēng)速影響的土表蒸發(fā)計(jì)算方法[J]. 滕繼東,單鋒,張升,童軍.  巖土工程學(xué)報(bào). 2018(01)
[8]鄱陽(yáng)湖典型洲灘濕地水分補(bǔ)排關(guān)系[J]. 林歡,許秀麗,張奇.  湖泊科學(xué). 2017(01)
[9]土體水分蒸發(fā)研究進(jìn)展[J]. 歐陽(yáng)斌強(qiáng),唐朝生,王德銀,徐士康,施斌.  巖土力學(xué). 2016(03)
[10]水文模型參數(shù)敏感性分析方法評(píng)述[J]. 宋曉猛,張建云,占車生,王小軍,劉翠善.  水利水電科技進(jìn)展. 2015(06)

博士論文
[1]非等溫條件下土壤水熱耦合遷移數(shù)值模擬研究[D]. 任榮.太原理工大學(xué) 2018
[2]非飽和黃土結(jié)合水特性及水分遷移問(wèn)題研究[D]. 李彥龍.西安建筑科技大學(xué) 2015

碩士論文
[1]一維非飽和土壤熱濕遷移規(guī)律及數(shù)值模擬研究[D]. 郭毅.太原理工大學(xué) 2019
[2]關(guān)中盆地水面蒸發(fā)及其影響因素研究[D]. 聶雄.長(zhǎng)安大學(xué) 2018
[3]都蘭盆地包氣帶水分運(yùn)移規(guī)律研究[D]. 陳帥.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2018
[4]大氣作用下非飽和黃土路基濕度變化及影響因素研究[D]. 孫金龍.蘭州交通大學(xué) 2016
[5]非飽和黃土水汽遷移規(guī)律的試驗(yàn)研究及數(shù)值分析[D]. 閆玉闖.西安建筑科技大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3354902