不同干密度压实黄土的非饱和渗透性曲线特征及其与孔隙分布的关系
发布时间：2021-02-05 19:31
压实黄土在水分入渗条件下容易产生湿陷、不均匀沉降等工程地质问题,因此有必要对其渗透特性进行研究。本文采用基于滤纸法的竖直土柱试验测试了3种不同干密度压实黄土全吸力范围的渗透性曲线。试验结果表明,压实黄土的渗透性曲线随着基质吸力减小分为缓升段、陡升段和饱和段三个阶段,且干密度越小的土三段特征越明显。压实黄土干密度的差异主要影响低吸力段渗透系数,干密度越大,渗透系数越小;基本不影响高吸力段渗透系数。由于渗透系数与孔隙分布密切相关,孔隙越多渗透性越强。因此本文用压汞试验测得了3种土样的孔隙分布曲线。试验表明不同干密度的压实黄土,微孔数量基本相同,对应吸力范围的渗透系数也相同;孔径为1.3μm <d <8μm的小孔数量随干密度增大而减小,对应吸力范围的渗透系数也相应地减小;中孔、大孔数量很少,其对土样的渗透性的影响甚微。这反映了渗透性受孔隙分布控制的内在机理。
【文章来源】：水利学报. 2020,51(08)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
非饱和渗透实验装置
变水头饱和渗透系数测试结果见图4，可见3种土样的饱和渗透系数在10-5～10-6m/s之间。随着干密度的增大，即孔隙率的降低，饱和渗透系数以指数趋势减小。将上部给水装置的累计供水量随时间的关系称作流量时程曲线，如图5所示。图5 3组实验给水装置的流量时程曲线
图6 3种土样的含水率与基质吸力时程曲线Gardner[1]的双参数模型是描述渗透曲线形式的常见模型，但该模型的曲线只有一个饱和段及一个斜率不变的下降段，适用于颗粒粗且吸力处于进气值附近的土体（Lu等[20]），如砂土，不足以用来描述存在三个阶段的黄土的渗透性曲线。因此以转折点ψt=60 k Pa为界限，将曲线分为低吸力段（ψ≤60 k Pa）与高吸力段（ψ≥60 k Pa）两部分，用两个不同的函数模型分别拟合高吸力段与低吸力段的渗透性曲线。低吸力段用Gardner[1]的幂函数模型拟合，高吸力部分用简单幂函数拟合。函数表示为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于滤纸法的非饱和渗透性曲线测试[J]. 李华,李同录,江睿君,范江文. 岩土力学. 2020(03)
[2]干密度对黄土渗透系数的影响[J]. 马亚维,谌文武,毕骏,郭桂红,焦贵德. 岩土工程学报. 2018(S1)
[3]基于微观孔隙通道的饱和/非饱和土渗透系数模型及其应用[J]. 陶高梁,孔令伟. 水利学报. 2017(06)
[4]降雨条件下一维土柱垂直入渗模型试验研究及其渗透系数求解[J]. 覃小华,刘东升,宋强辉,杜春兰,王旭. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[5]Review of collapse triggering mechanism of collapsible soils due to wetting[J]. Ping Li,Sai Vanapalli,Tonglu Li. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016(02)
[6]利用瞬态剖面法测定非饱和黄土的渗透性曲线[J]. 王红,李同录,付昱凯. 水利学报. 2014(08)
[7]非饱和原状和重塑Q3黄土渗水特性研究[J]. 姚志华,陈正汉,黄雪峰,张世径,杨校辉. 岩土工程学报. 2012(06)
[8]考虑干密度影响的人工压实非饱和黄土渗透系数的试验研究[J]. 王铁行,卢靖,张建锋. 岩石力学与工程学报. 2006(11)
[9]一种能测量应力状态对非饱和土渗透系数影响的新型试验装置[J]. 徐永福,兰守奇,孙德安,夏小和,杨洪杰,肖朝昀,王建华. 岩石力学与工程学报. 2005(01)
[10]非饱和土的渗透特性试验研究[J]. 李永乐,刘翠然,刘海宁,刘慧卿. 岩石力学与工程学报. 2004(22)
博士论文
[1]非饱和土壤渗透特性及饱和入渗机理试验研究[D]. 梁爱民.大连理工大学 2008
本文编号：3019459
【文章来源】：水利学报. 2020,51(08)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
非饱和渗透实验装置
变水头饱和渗透系数测试结果见图4，可见3种土样的饱和渗透系数在10-5～10-6m/s之间。随着干密度的增大，即孔隙率的降低，饱和渗透系数以指数趋势减小。将上部给水装置的累计供水量随时间的关系称作流量时程曲线，如图5所示。图5 3组实验给水装置的流量时程曲线
图6 3种土样的含水率与基质吸力时程曲线Gardner[1]的双参数模型是描述渗透曲线形式的常见模型，但该模型的曲线只有一个饱和段及一个斜率不变的下降段，适用于颗粒粗且吸力处于进气值附近的土体（Lu等[20]），如砂土，不足以用来描述存在三个阶段的黄土的渗透性曲线。因此以转折点ψt=60 k Pa为界限，将曲线分为低吸力段（ψ≤60 k Pa）与高吸力段（ψ≥60 k Pa）两部分，用两个不同的函数模型分别拟合高吸力段与低吸力段的渗透性曲线。低吸力段用Gardner[1]的幂函数模型拟合，高吸力部分用简单幂函数拟合。函数表示为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于滤纸法的非饱和渗透性曲线测试[J]. 李华,李同录,江睿君,范江文. 岩土力学. 2020(03)
[2]干密度对黄土渗透系数的影响[J]. 马亚维,谌文武,毕骏,郭桂红,焦贵德. 岩土工程学报. 2018(S1)
[3]基于微观孔隙通道的饱和/非饱和土渗透系数模型及其应用[J]. 陶高梁,孔令伟. 水利学报. 2017(06)
[4]降雨条件下一维土柱垂直入渗模型试验研究及其渗透系数求解[J]. 覃小华,刘东升,宋强辉,杜春兰,王旭. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[5]Review of collapse triggering mechanism of collapsible soils due to wetting[J]. Ping Li,Sai Vanapalli,Tonglu Li. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016(02)
[6]利用瞬态剖面法测定非饱和黄土的渗透性曲线[J]. 王红,李同录,付昱凯. 水利学报. 2014(08)
[7]非饱和原状和重塑Q3黄土渗水特性研究[J]. 姚志华,陈正汉,黄雪峰,张世径,杨校辉. 岩土工程学报. 2012(06)
[8]考虑干密度影响的人工压实非饱和黄土渗透系数的试验研究[J]. 王铁行,卢靖,张建锋. 岩石力学与工程学报. 2006(11)
[9]一种能测量应力状态对非饱和土渗透系数影响的新型试验装置[J]. 徐永福,兰守奇,孙德安,夏小和,杨洪杰,肖朝昀,王建华. 岩石力学与工程学报. 2005(01)
[10]非饱和土的渗透特性试验研究[J]. 李永乐,刘翠然,刘海宁,刘慧卿. 岩石力学与工程学报. 2004(22)
博士论文
[1]非饱和土壤渗透特性及饱和入渗机理试验研究[D]. 梁爱民.大连理工大学 2008
本文编号：3019459
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/3019459.html
