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土工布独特无二的三维结构

文章出处:admin 人气:发表时间:2018-07-27 14:54

       短纤针刺土工布独特的三维结构使其具有优异的过滤、排水功能,是广泛应用于各类土木、水利工程中发挥排水功能的主要土工布种类之一。但是,目前国内对于短纤针刺土工布排水能力的评价仅限于采用土工布平面内水流量仪间接测得,且实验过程繁琐、耗时较长。因此,有必要结合实验,从理论方面探讨短纤针刺土工布的水平渗透性能及其规律,尝试建立模拟效果较好的的理论模型,便于高效准确地预测短纤针刺土工布水平渗透能力,以改善依靠繁冗的实验来预测土工布水平渗透性能的现状。
 
        课题基于达西(Darcy)定理,结合前人研究织物垂直渗透性能的思路,分别采用阻力理论模型和分形分析理论模型建立了短纤针刺土工布的水平渗透能力模型,然后,将实验数据与模型模拟出的短纤针刺土工布的水平渗透系数相拟合,以此来检验所建模型对于短纤针刺土工布的平面渗透能力模拟的可行性与拟合效果的优劣。在建立涤纶短纤针刺土工布纵向的等边三角形微单元模型,以较为准确的描述土工布纵截面的孔隙几何结构尺寸方面具有一定的创新。研究结论表明:涤纶短纤针刺土工布在其他条件一定时,面密度越大,其水平渗透系数越大;随法向压力的增大而水平渗透系数逐渐减小;随着压力的不断增大,其水平渗透系数变化的幅度逐渐减小;
 
        采用两种模型对涤纶短纤针刺土工布的平面渗透能力进行模拟发现,分形分析理论模型的模拟较之阻力理论模型更为可行;利用分形分析理论模型模拟出的涤纶短纤针刺土工布的水平渗透系数较之实验数据普遍偏大。这些结论对于短纤针刺土工布的实际应用具有一定的指导意义。

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