| 考虑相关长度的土壤开裂模型改进及其参数对裂隙形态的影响 |
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| 引用本文： | 朱磊,马荣,范东峻,尤今. 考虑相关长度的土壤开裂模型改进及其参数对裂隙形态的影响[J]. 农业工程学报, 2018, 34(24): 123-131 |
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| 作者姓名： | 朱磊 马荣 范东峻 尤今 |
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| 作者单位： | 宁夏大学土木与水利工程学院 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心，银川 750021,宁夏大学土木与水利工程学院 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心，银川 750021,宁夏大学土木与水利工程学院 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心，银川 750021,宁夏大学土木与水利工程学院 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心，银川 750021 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（51569023、51879134、51369025），宁夏高等学校一流学科建设（水利工程）资助项目（NXYLXK2017A03） |
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| 摘 要： | 为探索蒸发作用下农田土壤表面干缩裂隙发育规律及机理,文章改进了基于胡克定律的土壤开裂模型,在模型构造临界应变随机场时引入反映土壤空间连续性的相关长度概念,用以模拟土体的动态开裂。研究结果表明,模型体现了裂隙在自然界发展的动力学特征,模型中的参数代表了土壤的物理性质。经计算,试验与模拟图像的裂隙面积、长度、欧拉数密度决定系数均大于0.5,均方根误差、偏差很小,一致性指标接近1,说明改进后的模型达到率定要求。采用Minkowski面积、长度密度和欧拉数密度比较两模型优劣程度,其中,决定系数R2在0.889～0.968之间,一致性指数IA在0.964～0.993之间,更接近1,这表明改进后的模型模拟结果整体优于原模型模拟结果,很好地体现了裂隙的动态开裂过程。文章最后分析了改变随机场内空间相关长度、以及异质性对模型模拟开裂的影响,结果表明:相关长度越长、异质性越低,其开裂越均匀。
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| 关 键 词： | 土壤；裂隙；数值模拟；相关长度；随机场；临界应变 |
| 收稿时间： | 2018-05-03 |
| 修稿时间： | 2018-10-21 |
Soil cracking improved model considering with correlation length and effect of its parameters on crack morphology |
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| Zhu Lei,Ma Rong,Fan Dongjun and You Jin. Soil cracking improved model considering with correlation length and effect of its parameters on crack morphology[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2018, 34(24): 123-131 |
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| Authors: | Zhu Lei Ma Rong Fan Dongjun You Jin |
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| Affiliation: | School of Civil and Hydraulic Engineering, Ningxia University Arid Area Modern Agricultural Engineering Research Center for Efficient Use of Water Resources, Ministry of Education, Yinchuan 750021, China,School of Civil and Hydraulic Engineering, Ningxia University Arid Area Modern Agricultural Engineering Research Center for Efficient Use of Water Resources, Ministry of Education, Yinchuan 750021, China,School of Civil and Hydraulic Engineering, Ningxia University Arid Area Modern Agricultural Engineering Research Center for Efficient Use of Water Resources, Ministry of Education, Yinchuan 750021, China and School of Civil and Hydraulic Engineering, Ningxia University Arid Area Modern Agricultural Engineering Research Center for Efficient Use of Water Resources, Ministry of Education, Yinchuan 750021, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | soils cracks numerical simulation correlation length random fields critical strain |
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