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为确定非饱和紫色土颗粒流宏细观力学参数间关系,采用三维颗粒流软件(PFC3D)并结合控制变量法与莫尔-库仑破坏准则,对不同含水率(8%、10%、12%、14%、16%、18%)及围压(100kPa、200kPa、300kPa、400 kPa)条件下的非饱和紫色土三轴固结不排水试验进行了数值模拟,并与室内结果进行对比。结果表明:重塑紫色土黏聚力随含水率增加呈先增后减的趋势,且存在临界含水率12%;内摩擦角与含水率呈一阶线性负相关。紫色土的宏观强度参数黏聚力与细观参数切向黏结强度呈线性正相关,而内摩擦角值由颗粒切向黏结强度及摩擦系数共同决定。建立了紫色土含水率与颗粒切向黏结强度、摩擦系数之间的定量关系,通过细观参数切向黏结强度及摩擦系数的改变来模拟不同含水率下紫色土的黏聚力与内摩擦角的变化,将数值模拟的应力-应变曲线与室内试验曲线进行对比,验证了该关系的正确性。利用PFC3D内置的切片工具对含水率为12%,围压为200kPa的数值试件进行剖切,可以较好地观察到紫色土三轴微观颗粒的运动情况及颗粒间接触力的分布特征,为深入探究紫色土的抗剪强度特性及应力-应变性状提供参考。 相似文献
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以黏性土为主要物源的大坝防渗体,常会因为极端温差、不均匀沉降等原因出现贯穿性裂缝进而诱发渗流破坏,水力充填和淤堵是一种经济有效的修复方法。为深入研究其修复机制,以重塑黏性土为研究对象,在土体内预制裂缝以模拟防渗体开裂,系统研究了浑水浓度、水头、渗流方向（即水平、竖直、斜向）、反滤层不均匀系数等因素对裂缝修复的影响,对裂缝修复时缝内流体的运动状态进行了判定,并基于数字图像处理技术开展了裂缝在浑水渗流作用下的演化规律研究。结果表明：在浑水渗流作用下,黏性土内裂缝修复过程可分为3个阶段,分别是过渡期（阶段1）、修复期（阶段2）和稳定期（阶段3）;裂缝修复过程会影响裂缝中流体的渗流特性,阶段1、阶段2内的流体运动规律满足Forchheimer流动,阶段3内的流体运动规律符合Darcy流,且阶段3的起点为流态转捩的临界点,可根据裂缝内流态的变化判断裂缝修复所处阶段;浑水浓度、水头、裂缝形式、反滤层不均匀系数为裂缝修复的主要影响因素,在高浓度、低水头下裂缝修复所需时间最短;裂缝修复后的渗出量Q、流速υ相比修复前均显著降低,分别降低99.83%、99.98%,而水力梯度J明显增加,增长幅度为27.9... 相似文献
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干旱区平原水库具有水面积大、蒸发强烈等特点，采用直径100 mm的配重浮球来抑制平原水库的无效蒸发。以月为时间尺度，分别从浮球间孔隙造成的蒸发损失率和风浪环境中配重浮球湿润表面造成的蒸发损失率进行研究，最终建立浮球覆盖下水面蒸发抑制率和节水率计算模型。结果表明：（1） 非冰冻期内，浮球间孔隙造成的蒸发损失率呈现先增大后减小，在7月达到全年最高值11.6%；冰冻期内（12月和1月），浮球间孔隙造成的蒸发损失率达到全年最低值9%。（2） 相同覆盖面积下，浮球润湿率随风速的增大呈曲线增长，且覆盖面积越大，润湿率随风速的变化速率越慢。相同风速下，浮球润湿率随覆盖面积的增大呈直线下降。各覆盖面积下，单位面积节水率在7月达到最大值，分别为76.6%、78.1%、79.6%、81.2%；在4月达到最低值，分别为51.9%、54.0%、58.2%、61.3%。综上所述，配重浮球在风浪环境中稳定性好、防蒸发节水率高，是一种较为理想的防蒸发材料。 相似文献
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我国西南、西北地区常存在强弱互层的深厚覆盖层坝基,弱透水层在深厚覆盖层坝基中对渗流影响较大,其影响规律需要深入研究。试验中将弱透水层设置在坝基的不同位置,变化垂直防渗墙的深度。试验结果表明,弱透水层处在中间位置处,其与防渗墙形成半封闭式联合防渗体系能有效降低坝基渗流量与出逸坡降;上江坝工程实例中,经半封闭式联合防渗体系降低后的渗流量及出逸坡降皆在允许范围内;从理论层面上考虑,该弱透水层若能加以利用,可大大减小防渗墙深度。此外,研究还发现,当防渗墙位置越深,其与防渗墙形成的半封闭式防渗体系越能有效减小渗流量及出逸坡降。研究成果能为类似工程提供一定的理论参考及建议,从而降低工程造价。 相似文献
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