利用土壤粒径分布获取水土特征曲线的方法

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1、分类号:X14310710-2015129074硕士学位论文利用土壤粒径分布获取水土特征曲线的方法常琛朝导师姓名职称程东会教授申请学位类别工学硕士学科专业名称环境科学论文提交日期2018年4月25日论文答辩日期2018年5月30日学位授予单位长安大学PredictingthesoilwatercharacteristiccurvesfromtheparticlesizedistributionAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ChangChenchaoSupervisor：Prof.ChengDonghui

2、Chang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下独立进行研宄工作所，取得的成果，对论文的研究做出重要贡献的个。除论文中已经注明引用的内容外人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。。论文作者签名：奪舉蝴＞０年屮月冰日论文知识产权权厲声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离

3、校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学ｆ。（涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签一名：４＿年十月４曰隹｜＾导师签名：舛贫年午月％曰本论文的研究得到长安大学中央高校基本科研业务费专项资金（310829162015和300102298203）的资助。摘要基于介质粒径分布（Particlesizedistribution，PSD）与水土特征曲线（Soilwatercharacteristiccurve，SWCC）形状相似性间接预测SWCC的方法快速、经济，具有潜在的应用价值。但是，以该原理为基础的

4、传统模型均存在对高吸力段含水率的低估，本文研究了产生该误差的原因，提出了三种改进模型，并用大量实测数据进行了模型验证，比较评价了三种改进模型以及传统模型的预测性能。研究表明，传统模型预测的SWCC高吸力段含水率低估主要出自于粒径分布向孔隙分布的转化方法。针对该问题，三种改进模型中，吸力仍沿用了传统模型中的计算方法，用孔径和粒径的线性关系通过Young-Laplace方程获取，主要对粒度分数向孔隙分数的转化方法（即含水率估算）进行了完善。改进方法Ⅰ把介质含水率概化为毛细水含水率和薄膜水含水率之和，引入薄膜水后高吸力下的含水率明显增加；改进方法Ⅱ把介质的孔隙概化为带狭

5、缝的孔隙模型，由此估算的小孔隙的体积分数明显增加，从而增加高吸力下的含水率。改进方法Ⅲ利用实测孔隙分布与粒径分布曲线的关系，采用统计方法从粒径分布预测孔隙分布，明显增加了高吸力段含水率。改进方法Ⅰ预测的SWCC与实测曲线的变化趋势一致，且具有继续研究使其能够预测从完全干燥至饱和的整段SWCC，其预测准确度主要受经验法获得的比表面积的影响。改进方法Ⅱ计算相对复杂，但其对各种介质的预测性能稳定，对壤砂土和砂土的预测效果最好，该方法的主要误差在于经验法获得的比表面积误差和孔隙模型参数选取的误差。改进方法Ⅲ所需的输入参数最少，计算过程简单，其准确度受统计分析得到的参数ε的

6、影响。总体上，三种改进法均能较好的预测水土特征曲线，准确度有明显提高，能够改善传统法预测的SWCC高吸力段含水率低估的问题。关键词：水土特征曲线，粒径分布，孔隙分布，薄膜水，孔隙模型IAbstractPredictingthesoilwatercharacteristiccurve(SWCC)basedontheshapesimilaritybetweentheSWCCandtheparticlesizedistribution(PSD)curveappearedrapidandeconomical,andwhichcanbeappliedpotentially.

7、ButthesetraditionalmodelsunderestimatedthewatercontentinthedryrangeoftheSWCC.ThefactorsresultedinthiserrorswerediscussedandthreedifferentimprovedmethodspredictingtheSWCCwereproposed.Besides,abundantmeasureddatawereusedtovalidateproposedmethods,andthentheperformanceoftraditionalmethoda

8、ndthe