数值模拟土壤水渗漏对降雨条件响应

人工模拟降雨条件下,在大田设置地膜覆盖(pm)、4种秸秆覆盖量(覆盖量分别为1500,4500,7500,10500kg/hm2,即sm15、sm45、sm75和sm105),同时设置无覆盖处理作为对照(ck),研究不同覆盖方式对雨后冬小麦棵间蒸发量、土壤剖面水分和降雨土壤蓄积量的影响。结果表明:各处理雨后冬小麦逐日棵间土壤蒸发累积量和日变化有相同变化趋势;同一时间段内不同覆盖处理的土壤蒸发差异明显,各生育阶段土壤累积蒸发量和日蒸发量均表现为sm105sm75>sm45>sm15>ck>pm;受植株冠层降雨截留量增大的影响,冬小麦拔节期后各处理的土壤含水量和降雨土壤蓄积量明显低于拔节期前的。研究结果可为提高冬小麦农田自然降水的利用率,促进节水农业的发展提供基础理论依据。

地表排水沟是滑坡治理常见措施之一。在降雨入渗与坡面径流有限元耦合模型中,通过调整径流方程中的坡度参数,实现地表排水沟排水模型。模型具有易于理解、实现简单的优点。以地表排水模型为基础,对5种典型滑坡在设与不设排水沟情况下坡体渗流场、坡面径流场、坡体入渗量和入渗过程进行了数值模拟。结果表明,当降雨强度相对土体渗透性较小时,排水沟设置在坡体渗透性由小变大的位置,才能有效地截断上游径流,减小入渗量;而当降雨强度相对土体渗透性较大时,排水沟排水效果并不明显。

运用结构动力学原理,对结构在爆破振动激励下的动力响应进行了分析计算。并运用ansys软件对烟囱结构在爆破振动下的响应情况进行了模拟,得到的计算结果与实际情况吻合。

目的为提高超大规模工程结构地震响应分析的计算效率,提出利用云服务器开展地震响应数值模拟的方案.方法基于腾讯云等云计算环境,介绍云计算用于结构地震响应分析的可行性,并对云计算环境的搭建进行说明.利用opensees等软件,具体分析比较不同自由度数、不同规模的算例在云平台及本地计算环境中的计算效率.结果云平台的计算性能与本地计算环境的性能相当,可以代替本地计算环境进行地震响应分析;利用云平台并行处理计算任务,可以大大提高计算效率.结论云服务器在工程结构地震响应数值模拟中呈现出计算效率高、设置灵活、成本低的特点,具有良好的发展前景.

在碳酸盐岩分布区,由岩溶引起的渗漏是最主要的水库渗漏类型,诸多水库因岩溶渗漏,导致蓄水无法满足设计要求,甚至只能废弃,造成巨大的经济损失。构造条件对岩溶的发育和发展起控制作用,对断裂和褶皱构造对岩溶发育和水库岩溶渗漏的影响进行了研究,并结合工程实例进行了具体分析,对岩溶区水库建设可起到一定的指导作用。

合理有效地治理开发盐碱地对农业生产及生态建设具有重要的实际意义。利用江苏滨海滩涂盐碱土壤,采用暗管排水的方法,进行了室内渗流槽试验,物理模拟土壤排盐过程。研究发现受暗管排水影响,土壤盐分极易排出,可有效地降低土壤盐度;表层土壤盐分运移主要受降雨量影响,盐分下降速率最快;深层土壤受上部土壤盐分的累积和降雨共同影响,盐分下降速率存在滞后性。数学模型hydrus模拟与物理实验结果相似,并预测了试验后3个月的土壤盐分。

通过一维与二维潮流数学模型相结合,模拟计算跨河桥梁建成后,工程河道水流变化情况及对通航的影响。

根据在迁安露天矿多次爆破震动监测所得的数据,研究了场地土层条件对建筑物爆破震动响应的影响,并从理论上进行了分析。实测结果和理论分析都表明,场地土层的存在和随着覆盖层厚度的增加,将使爆破震动响应增大,建筑物遭受破坏的可能性增高

根据某高速公路岩体边坡的实际情况和基本资料,选定典型边坡,建立降雨入渗条件下该边坡非稳定饱和-非饱和渗流分析的有限元模型,分析在汛期暴雨和平均降雨两种工况下边坡内的地下水渗流场及其变化规律,确定地下水荷载。进一步模拟边坡分级开挖、支护过程,计算分析各阶段边坡应力变形规律和位移变化,以及在2种工况下的边坡稳定性。结果表明,降雨后的最小安全系数比降雨前有所减小,局部安全系数小于1.0,有滑坡危险;锚索支护后降雨的最小安全系数比支护前要大,较小安全系数的分布范围有一定的减小,安全系数提高幅度较大,能满足稳定性要求。该结果不仅可以为工程施工提供科学的理论依据,而且对边坡加固措施以及滑坡的预测预报也具有重要的指导作用。

受到日益加剧的全球变暖趋势的强力驱动,极端降雨及与之相伴的山区流域植被发育斜坡的群发性失稳事件在包括中国在内的多山国家的发生频率越来越高,因此对这一问题的深入研究具有重大的现实意义。到目前为止,降雨—滑坡领域的现有研究成果主要集中在并无成因联系的降雨事件与滑坡事件之间的相互关系及斜坡岩土体水岩相互作用方面,而降雨→滑坡过程链的基础环节———降雨向地下水转化方面的研究成果无论对渗透介质还是渗透过程的刻画精度都还不高。天然斜坡对强降雨的地下水响应大多都是有植物、动物及其生命活动产物共同参与的复杂水文学—水文地质学过程,相关领域的积累还不能覆盖这一过程的核心机理。深入调查山区流域植被发育斜坡对强降雨事件的地下水响应机制不仅可以为斜坡灾害的预报—预警提供更为明晰的理论支撑,而且对于地下水诱发滑坡理论的深化与发展也是重要的。

采用模拟机械压实土壤的方法进行5种载荷的土壤压实试验,测定不同深度处土壤水分的值,并与压前土壤水分进行了对比。结果表明:增大载荷和增加压实次数都会使土壤水分损失,最大可使水分损失23.1%;压实对一定的土壤层(25cm以内)的水分损失影响显著,并且模拟载荷在200kg以内对土壤的水分损失影响比较大。

针对车内人体的舒适性与周围内表面温度的相关性,建立了车内温度响应的数学模型。结果显示,在相同制冷条件下,由相同材质、相同尺寸组合构成的车体,在不同的内饰材料情况下,车内的温度响应有很大的不同,这对进入刚打开空调的汽车的人体舒适性有较大的影响。

空调汽车内部温度响应数值模拟研究——针对车内人体的舒适性与周围内表面温度的相关性，建立了车内温度响应的数学模型。结果显示，在相同制冷条件下，由相同材质、相同尺寸组合构成的车体，在不同的内饰材料情况下，车内的温度响应有很大的不同，这对进入刚打...

结合重庆市在建大坪隧道的工程地质和设计情况,对隧道洞身ⅲ类围岩地段采用不同施工方法锚喷初支开挖时的力学动态响应进行了数值模拟,分析了围岩应力场、应变场、位移场,以及锚喷时喷层、锚杆的力学性态,通过综合比较得出,台阶三分部法开挖是适合大坪隧道ⅲ类围岩段合理的施工方法。

对雷州桉树人工林集水区土壤水分及林冠层气象因子一年内(1999/10/01-2000/09/30)雨季的定位观测结果进行了典型相关分析,得出如下结果:(1)在雨季,土壤含水量(smc)随着土壤深度变化而变化,在0-4m范围内层间含水量差异显著;雨季各层smc主要受降雨量的影响;(2)受充沛降雨量的强烈影响,雨季各层smc随着时间推移而逐渐升高;雨季各层含水量变异系数较干季同层次的变异系数大;(3)雨季地下50cm深(sm50)处smc变化曲线波动较大,与太阳辐射(rs)、降雨量(p)、风速(w)、水汽压差(vpd)、最高温度(tmax)相关性极显著(α=0.001);(4)较深层次(即150cm,250cm,350cm)土壤含水量变化的影响因素具有某种程度的相似性;但与较浅层(50cm)smc的主要影响因素和变化趋势均不同;(5)在雨季,三个典型相关系数均达到显著性水平(α=0.01)。三组典型相关及重叠数值以第一典型相关值较大,第二、第三的重叠量较小,故林冠层气象因子主要由第一典型因素影响土壤含水量。林冠层气象因子通过3个典型变量可说明smc总变异量的30.9%。

以四川省盐源县平川铁矿黄草坪尾矿库为研究对象,以圆弧形滑动面为计算模型,采用bishop法和瑞典法,应用slide软件对四川省盐源县平川铁矿黄草坪尾矿库进行静力稳定性数值分析,得出黄草坪尾矿库在不同坝高的坡面条件下,正常工况、洪水工况及特殊工况下的稳定安全系数,并且对黄草坪尾矿库在不同降雨条件下,不同坝高的稳定安全系数规律进行总结,该稳定性规律可为尾矿坝设计与安全建设提供技术支撑。

土壤源热泵制冷间歇工况土壤温度响应实验研究——在夏热冬暖的广州地区搭建了两种换热器向土壤放热的实验台，换热器埋地深度为30m，实验元件有单u和双u两种型式。连续制冷工况下，通过对两口井内土壤温度变化的研究，结果发现，开机12h后，土壤温度趋于稳定；停...

选择典型的竖井建筑结构形式,重点研究不同风速下烟气从燃烧室向竖井中迁移的规律。结果表明,在燃烧室内,风速大于0.5m/s时co体积分数和温度变化均非常小;风速小于0.5m/s时,co体积分数和温度骤降,形成明显的梯度差;在竖井中,co浓度先上升后下降,温度逐渐下降,风速对co的影响和燃烧室内的相同。建议该模型的最佳机械排烟风速为0.5m/s,可以保证安全,同时实现最佳的经济效益。

中国土壤水平地带分布模式图

针对土石坝施工过程的特点，考虑到降雨的随机性及其对施工影响的随机性特点，建立了计算机模拟模型，并对工程实例进行了分析

根据自然界中碎石存在的2种形式,布设碎石覆盖和土石混合2个试验,利用中子仪定期监测土壤水分变化,研究碎石对黄土高原农田土壤水分的影响,以期为黄土高原地区农业灌溉提供参考依据。结果表明,碎石覆盖及无碎石覆盖处理土壤含水量均随土层深度的增加呈先增加再缓慢减少的趋势,但碎石覆盖处理土壤含水量减小幅度明显低于无碎石覆盖处理,且随着碎石覆盖量的增加土壤含水量减小幅度变小;土石混合处理土壤含水量呈波浪式增加趋势,尤其是碎石含量高的处理,而无碎石混合处理呈平缓增加趋势,且其土壤含水量明显低于土石混合处理。总之,碎石覆盖和碎石镶嵌在土壤中均可以提高土壤含水量,其中碎石覆盖于地表可以有效抑制表层土壤水分蒸发,增加水分入渗深度;碎石镶嵌在土壤中可以改变土壤物理性质,增加土壤入渗率和大孔隙数量,且碎石含量越高,其对土壤物理性质的影响程度越大。

通过多次筛选试验研制出的单喷头变雨强模拟侵蚀降雨装置，以250余次的性能检测试验的结果表明：①该装置的有效模拟降雨面积为20～40m~2；②降雨强度i与供水压力p的关系为i=13．017p~(1.456)，r=0．978；③降雨均匀系数k≥0.80；④雨滴动能e，尺度参数a和中数直径d_50％与供水压力之间的关系分别为e=6．374p~(0.459)、r=0.928；a=0．919p~(0.259)，r=0．909；d50％=0．856p~(0.258)，r=0．880。除了具备传统侧喷式模拟侵蚀降雨机的功能外，该装置还具有体积小、重量轻、能耗低、移动方便、易操作、计算简便，性能可靠等特点，特别用于基层水土保持单位进行水土流失监测和水土保持效益研究。