【技术实现步骤摘要】
一种基于土中水分蒸发曲线预测土-水特征曲线VG模型的方法
本专利技术涉及土中水分蒸发特性与非饱和土持水特性关系研究的
,具体涉及一种基于土中水分蒸发曲线预测土-水特征曲线VG模型的方法。
技术介绍
土体水分蒸发是含水量减小的动态过程,通过室内干燥试验,控制温度和湿度等外界环境影响因素,监测试样在干燥条件下的失水量的变化过程,获得试样的蒸发曲线。非饱和土中基质吸力与含水率之间的关系即为土-水特征曲线,对饱和土样使之饱和度逐渐减小的过程中测得的基质吸力为土-水特征曲线的干燥曲线。蒸发曲线可以反映土体宏观含水量的变化情况,土-水特征曲线可以反映土体孔隙内部水分分布的状况,二者之间必定存在一定的联系。常用的土-水特征曲线测试方法有体积压力板测试法、张力计法、盐溶液法、滤纸法或TDR基质吸力量测法。通过试验方法可以直接测定土体的土-水特征曲线,但代价较高、耗时较长,且试验一般只能获得土体某一特定状态下的土-水特征曲线。然而在对非饱和土进行研究时,通常需要是任意变形条件下的土-水特征曲线。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述技术的不足,提供一种快捷、有效且经济的基于土中水分蒸发曲线预测土-水特征曲线VG模型的方法。为实现上述目的,本专利技术所设计的基于土中水分蒸发曲线预测土-水特征曲线VG模型的方法,包括如下步骤:1)利用室内干燥蒸发试验获取土体在N个不同且已知初始干密度下蒸发质量含水率w0随蒸发时间t变化的N条蒸发曲线;2)在N个已知干密度下根据实验数据获取N条土-水特征曲线,N个不同已知干密度与步骤1)中的N个不同已知干密度一一对应且相等;3)基于经典土 ...
【技术保护点】
1.一种基于土中水分蒸发曲线预测土‑水特征曲线VG模型的方法,其特征在于:包括如下步骤:1)利用室内干燥蒸发试验获取土体在N个不同且已知初始干密度下蒸发质量含水率w0随蒸发时间t变化的N条蒸发曲线;2)在N个已知干密度下根据实验数据获取N条土‑水特征曲线,N个不同已知干密度与步骤1)中的N个不同已知干密度一一对应且相等;3)基于经典土‑水特征曲线模型的Van Genuchten模型对步骤1)中的蒸发曲线和步骤2)中的土‑水特征曲线分别进行拟合得到N组拟合参数aec、mec、nec、aswcc、mswcc、nswcc;4)建立土‑水特征曲线参数的预测模型根据步骤3)中N组拟合参数aec、aswcc,采用origin软件建立aswcc对应aec之间的关系;同理,根据步骤3)中N组拟合参数mec、mswcc,采用origin软件建立mswcc对应mec之间的关系,根据步骤3)中N组拟合参数nec、nswcc,采用origin软件建立nswcc对应nec之间的关系,从而建立土‑水特征曲线参数的预测模型,即aswcc对应aec之间的关系,mswcc对应mec之间的关系,nswcc对应nec之间的 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于土中水分蒸发曲线预测土-水特征曲线VG模型的方法,其特征在于:包括如下步骤:1)利用室内干燥蒸发试验获取土体在N个不同且已知初始干密度下蒸发质量含水率w0随蒸发时间t变化的N条蒸发曲线;2)在N个已知干密度下根据实验数据获取N条土-水特征曲线,N个不同已知干密度与步骤1)中的N个不同已知干密度一一对应且相等;3)基于经典土-水特征曲线模型的VanGenuchten模型对步骤1)中的蒸发曲线和步骤2)中的土-水特征曲线分别进行拟合得到N组拟合参数aec、mec、nec、aswcc、mswcc、nswcc;4)建立土-水特征曲线参数的预测模型根据步骤3)中N组拟合参数aec、aswcc,采用origin软件建立aswcc对应aec之间的关系;同理,根据步骤3)中N组拟合参数mec、mswcc,采用origin软件建立mswcc对应mec之间的关系,根据步骤3)中N组拟合参数nec、nswcc,采用origin软件建立nswcc对应nec之间的关系,从而建立土-水特征曲线参数的预测模型,即aswcc对应aec之间的关系,mswcc对应mec之间的关系,nswcc对应nec之间的关系。2.根据权利要求1所述基于土中水分蒸发曲线预测土-水特征曲线VG模型的方法,其特征在于:所述步骤1)中,具体过程如下:首先,将所取的土样进行晾晒后碾碎、过筛,喷水润湿搅拌后,静置待水分迁移均匀;制备不同初始干密度的N份试样,一份试样对应一个已知初始干密度;N份试样均在相同条件下抽真空至饱和,N份饱和试样制备完成后,将N份饱和试样均置于相同的封闭环境内;N份饱和试样在相同的封闭环境内采用相同的干燥温度和湿度进行蒸发试验,同时监测并记录封闭环境内的温度、湿度变化,试验直至所有试样土体表面开裂并且24h后土样的质量不再发生变化时结束试验,其中,蒸发试验的干燥温度为22~25℃、湿...
【专利技术属性】
技术研发人员:陶高梁,罗晨晨,肖衡林,马强,万娟,朱志政,付佩,陈阳阳,彭弯,张琎炜,
申请(专利权)人:湖北工业大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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