教育部科学技术研究重点项目(110186)
- 作品数：5 被引量：66H指数：4
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- 考虑地表变流量的非饱和土渗流耦合的解析分析被引量：7
- 2011年
- 基于含水率和渗透系数是孔隙水压力的指数函数假设,通过Fourier积分变换,获取了降雨入渗过程中一维非饱和土渗流–变形耦合的解析解,该解能考虑地表降雨强度的变化。当降雨强度小于土体的入渗能力时,地表边界受流量控制;降雨强度逐渐增加,超过土体的入渗能力,地表边界为孔隙水压力。该解不仅能考虑地表变流量的边界,还可以分析压力边界条件,另外适用于任意的初始条件。算例计算结果表明,耦合对渗流产生影响;当渗流达到稳定时,非饱和土变形–渗流的耦合效应消失。
- 吴礼舟黄润秋
- 关键词：非饱和土降雨入渗解析解
- 非饱和土渗流-变形耦合的数值分析被引量：7
- 2011年
- 基于一维非饱和土的渗流-变形控制方程,采用Flex PDE(Partial differential equation)软件对该耦合方程组进行求解分析。该方法突破了解析法对非饱和土导水系数函数的特殊限定,适用于任意的土-水特征曲线表达式;还可考虑到饱和时的渗透系数以及孔隙率是变量。与解析解相比,该数值解表现较高的精度,具有解决非饱和土耦合问题的可行性。计算分析表明,非饱和土渗流-变形耦合作用对暂态孔隙水压力分布产生重要的影响,在降雨入渗过程中需考虑土体渗流-变形耦合的影响。降雨初期,位移随着时间明显增大,地表出现下沉,考虑耦合效应的孔隙水压力慢于非耦合情况,原因是H值为正的。随着降雨持续时间的增大,地表下沉的速度减缓,到最后变形开始稳定。位移的变化快慢与孔隙水压力变化规律相同。地表沉降量还与初始孔隙水压力分布以及H值密切相关。饱和时的渗透系数以及孔隙率对非饱和土降雨入渗以及稳态流的分布产生影响,但对其地表变形产生的影响微弱。
- 吴礼舟黄润秋
- 关键词：非饱和土降雨入渗
- 一维非饱和土热-湿耦合的数值解
- 2011年
- 非饱和土热-湿耦合普遍存在于路基和大坝等工程中。通过一维热-湿耦合控制方程,采用FlexPDE(Par-tial differential equation)软件对非饱和土热-湿耦合进行分析,研究非饱和土热-湿耦合作用下热传导及含水量分布的特征,探索重力对热-湿耦合的影响。结果表明:耦合效应对含水量分布的作用是明显的,在入渗流量较小时,重力对非饱和土的热-湿耦合的影响非常微弱;等温下气扩散系数对非饱和土热-湿耦合的影响可忽略。
- 吴礼舟黄润秋
- 关键词：非饱和土含水量温度场
- 非饱和土渗流及其参数影响的数值分析被引量：41
- 2011年
- 基于一维的Richards方程,考虑van Genuchten提出的土-水特征曲线和水力传导系数的表达式,采用差分方法进行求解,研究该土-水特征曲线对孔隙水压力分布的影响,分析该模型四个参数θs、θr、α和n对孔隙水压力分布的作用特征。结果表明经验参数α和n对孔隙水压力分布产生显著的影响。α影响土-水特征曲线的位置和水力传导系数斜率,其值越大,基质吸力越滞后,孔隙水压力分布弯曲度随着α值的增大而明显;n决定土-水特征曲线的斜率,其值大意味着基质吸力易消散。计算分析显示θr值变化引起孔隙水压力分布微弱的差异,这差异随着时间的增长而增大;饱和含水量θs对孔隙水压力分布也产生不小的影响,随θs的降低孔隙水压力消散减慢。
- 吴礼舟黄润秋
- 关键词：非饱和渗流RICHARDS方程VANGENUCHTEN模型土-水特征曲线
- 成层非饱和土渗流的耦合解析解被引量：12
- 2011年
- 成层土在工程中很常见,研究降雨过程中成层非饱和土的渗流-变形耦合对非饱和土土力学的发展具有重要的意义。由流体质量守恒,Darcy定律和Lloret等的非饱和土本构模型可得成层非饱和土渗流-变形耦合的控制方程。采用Gardner的非饱和土的渗透系数公式以及Boltzman模型,基于Laplace变换得到耦合方程的解析解。解析及其参数分析表明,渗流和变形耦合是具有时间效应的。与吸力变化相关的土的模量F,对成层土的孔隙水压力分布有明显影响。两层土的F差异越大,孔隙水压力消散得越慢,耦合效应越不显著。增大表层土的F值有利于降低耦合效应。成层土饱和体积含水率变化对吸力变化产生有限的影响。
- 吴礼舟张利民黄润秋
- 关键词：非饱和土成层土降雨入渗
