摘要：研制了高含水率疏浚泥真空固结模型装置,针对两种具有不同液限的疏浚泥,开展不同初始状态下的真空固结试验,探究真空作用下疏浚泥初始状态对细颗粒迁移性状的影响规律。研究结果表明,引入初始含水率与液限比值作为无量纲化的初始状态指标,能够作为确定细颗粒迁移与否的一个临界阈值。当初始含水率与液限比值不大于临界阈值,真空作用下高含水率疏浚泥没有发生颗粒迁移;当初始含水率与液限比值大于临界阈值,真空作用下高含水率疏浚泥发生颗粒迁移,黏粒向排水面附近聚集。一旦发生颗粒迁移,黏粒向排水面附近富集的程度随着初始含水率与液限比值的增大而愈发显著。

摘要：过滤技术广泛应用于化工过程、燃油和液压领域。在液压系统中,过滤器也是重要的元件之一。与针对过滤的结构设计和滤芯选材研究相比,颗粒污染物迁移是影响过滤器性能的基础因素,需要加以重视。由于颗粒污染物的尺寸较小且数量巨大,在数值模拟中完全追踪每一个颗粒难度较大。因此,以某一液压过滤器为例,采用计算流体动力学-离散相(CFD-DPM)耦合的方法,对过滤过程中颗粒污染物的迁移规律进行初步探讨,尤其是流量和油温对颗粒迁移的影响。结果表明,入口油液速度对过滤的快慢影响较大,但对于过滤效率影响较小。相比之下,油液温度在0.3 s内对颗粒的瞬态阻拦影响较大,但对于稳态的影响也较小。

摘要：分析降雨和汇流对坡面土壤团聚体流失和颗粒迁移的影响,可加深对土壤侵蚀退化过程的认识,也为土壤资源可持续利用提供科学依据。采用室内模拟降雨和汇流试验,通过设计2个降雨强度(50和100 mm/h,即R_(50)和R_(100))、1个汇流强度(100 mm/h,即I_(100))以及降雨与汇流组合(50 mm/h降雨强度+50 mm/h汇流强度(R_(50)I_(50))、50 mm/h降雨强度+100 mm/h汇流强度(R_(50)I_(100))、100 mm/h降雨强度+50 mm/h汇流强度(R_(100)I_(50)))试验,分析降雨和汇流对黑土坡面土壤团聚体流失和颗粒迁移的影响。结果表明:1)在试验供水量相同时,R_(100)试验处理的坡面土壤侵蚀速率分别是R_(50)I_(50)的1.9倍和I_(100)的2.4倍,试验处理R_(100)I_(50)的土壤侵蚀速率是R_(50)I_(100)的1.3倍,表明降雨对坡面水蚀的作用大于汇流;2)在降雨主导的坡面水蚀过程中,R_(50)、R_(100)、R_(50)I_(50)和R_(100)I_(50)试验处理下的<0.25 mm微团聚体流失量比例较试验土壤分别增加20.6%、16.7%、17.9%和21.8%,而在汇流主导的坡面水蚀过程中,I_(100)和R_(50)I_(100)试验处理下的≥0.25 mm团聚体流失量比例分别为61.9%和65.2%,表明坡面汇流对黑土团聚体的分散作用小于降雨;且平均质量直径能更好地反映土壤团聚体流失特征;3)R_(100)、I_(100)和R_(50)I_(50)试验处理下砂粒和黏粒流失量比例较R_(50)增加1.4%~9.5%,R_(50)I_(100)和R_(100)I_(50)试验处理下砂粒流失量比例较R_(100)、I_(100)和R_(50)I_(50)试验处理增加0.8%~4.0%,其较R_(50)增加3.7%~6.0%,但粉粒和黏粒比例相应减少,表明粗颗粒流失随坡面汇流量的增加而增加。总之,降雨对黑土团聚体的破碎作用大于坡面汇流作用,坡面水蚀过程中泥沙颗粒的分选取决于降雨和汇流对坡面水蚀的作用程度。

摘要：为研究坡面土体崩塌的时空特征,进行人工降雨水槽试验,在不同降雨强度下,观测土体细颗粒的迁移、土体崩塌的时间序列和相应的孔隙水压力变化曲线,并对崩塌体、迁移土体和渗流浆体进行时间序列取样。试验结束后对所取样本进行土体颗粒分析,并结合标度分布参数,对比坡面相同位置不同深度土体试验前后颗粒级配的变化,从随机性的角度分析土体的颗分参数与强度之间的关系。结果表明:在降雨作用下,坡体中的细颗粒会发生迁移,使土体结构发生改变。细颗粒在坡体内部某一位置集聚,引起孔隙水压力增大;在水力梯度较大和细颗粒容易积聚的区域,更容易发生坡面崩塌破坏,且崩塌破坏序列呈现出随机分布的特征;坡脚处流出的细颗粒含量随时间波动越大,坡体结构越不稳定,坡面崩塌破坏现象越明显;土体的剪切强度和内摩擦角随细颗粒含量的增大而减小;坡面土体颗粒的空间分布决定了土体强度的空间分布,天然坡面上的土体颗粒组成并非一成不变;土体的颗分参数μ值服从Weibull分布,坡面土体剪切强度和内摩擦角均具有Weibull随机分布特征,最终导致坡面土体崩塌在时间和空间上呈现随机性。

摘要：以地下水源热泵回灌中的物理堵塞问题作为研究背景,建立一种基于质量平衡方程来模拟多孔介质中颗粒迁移和沉积造成孔隙损伤的数学模型,同时考虑了多孔介质孔隙中悬浮颗粒浓度随时间的动态变化,引入了流量折减系数(rs,x,t)和进入系数(rs,x,t)这两个变量,充分考虑了尺寸排除效应的影响。堵塞的发生往往是由一个颗粒所引起的,即一个颗粒堵塞一个孔隙,反之亦然。研究结果为解决回灌井物理堵塞的室内外试验研究提供理论依据。

摘要：软土地基在真空预压过程中,受强大的真空吸力作用,产生固结压密。其中一类软土黏粒含量较大,排水固结过程中产生细颗粒迁移现象,令土体固结的同时细颗粒也积聚在排水板四周,形成泥膜,造成后期排水通道堵塞,降低了固结效率。本研究采用室内试验模拟吹填土排水固结过程,监测颗粒分布情况,探讨细颗粒迁移规律,从颗粒空间分布特征解释高黏性吹填土固结机理。研究证实,固结条件影响细颗粒迁移现象:自重沉淤固结期间,细颗粒迁移受边界条件及渗流路径影响;加压固结期间,细颗粒迁移受附加荷载产生的垂直压力影响,随着土体含水量的减少,黏粒迁移趋势逐渐减弱,黏粒不再表现出明显的迁移趋势,土体中细颗粒分布从竖向条带状逐步转变为水平向条带状。同时,高黏性吹填土固结过程中,将土样未加分散剂测试得到的粉粒含量称为"似粉粒",随着吹填土排水固结过程的持续,吹填土"似粉黏比"不断地增加。固结时间越长,似粉黏比随深度增加而减小的特征越明显;与排水管水平距离较远的土体"似粉黏比"有所增大。"似粉黏比"作为吹填土固结过程的指标,与土体强度大小成正比,可间接反应强度变化规律,为确定流塑状态及软塑状态的高黏性吹填土固结程度提供了定性指标,直观地反映出土体固结程度。研究表明,随着固结排水过程的持续,排水速度减慢,吹填土粉黏比不断增加,固结程度迅速增加。

摘要：无黏性砾石土因广泛作为坝基土层和坝体填筑材料,其渗透稳定问题是关系到工程安全的关键因素之一。对管涌型无黏性砾石土开展渗透变形试验,并对试验后试样进行分层筛分试验,分析管涌现象过程中的颗粒迁移现象。研究结果丰富了管涌型无黏性砾石土关于土体内部颗粒迁移规律的研究。

摘要：为了研究土质状况对暗管土工布外包料反滤效果的影响机制,该研究选取安徽蚌埠地区粉土、宁夏平罗地区砂粉土和4种热熔纺黏丝无纺布进行了室内土柱试验,对比测试了两种土壤在不同土工布防护措施下的流量、土壤和土工布渗透性变化过程,并对土工布的透水和防淤堵性能做出评价,同时从颗粒迁移的角度出发,对流量随时间变化出现先下降后上升再下降的现象(“驼峰”现象)进行了成因分析。结果表明,砂粉土土质与单位面积质量为68 g/m^(2)的土工布、粉土土质与单位面积质量为90 g/m^(2)的土工布之间的适配性较好,土工布能够通过颗粒筛选的方式将织物上方土壤特征粒径d_(90)值(小于该粒径值的土壤颗粒质量分数为90%)提升20%以上,诱导其表面高透水性土壤骨架的形成。“驼峰”现象是土壤颗粒迁移和土工布颗粒筛选二者共同作用下的结果,表征了土壤与土工布之间出现了良好的适配性。研究成果可为安徽蚌埠、宁夏平罗以及相似土质地区暗管排水土工布外包滤料的选择提供技术支持。

摘要：以DFM模型(Diffusive Flux Model)为基础,建立了颗粒的质量传递方程,之后以Fluent为计算平台,结合其UDF和UDS功能,对高浓度悬浮液在直型微通道中的流动和颗粒定态平衡分布进行了CFD模拟。研究中首先模拟非布朗悬浮液在常规通道中的流动,通过与文献结果的比较验证了建立的数学模型和求解方法的正确性。然后模拟悬浮液在微通道中的流动,分析了计算模型用于微通道模拟应做的修正,确定了相关参数,并考察了颗粒浓度、粒径、悬浮液流动速度及Pe数对通道中颗粒分布的影响,特别是明确了布朗运动对悬浮液流动的影响。模拟结果表明,DFM-CFD模拟结果与实验结果具有较好的一致性,优于文献中SBM(Suspension Balance Model)-CFD的模拟结果。