非饱和土渗透系数试验与模型预测及验证
2021-04-16刘小文罗海林陈嘉帅
南昌大学学报(工科版) 2021年1期
关键词:模型
刘小文,罗海林,陈嘉帅
(南昌大学建筑工程学院,江西 南昌 330031)
自然界中地表土体绝大多数处于非饱和状态,土体中包含着固、液、气三相,渗流可认为是液相在土体中动态迁移的过程,且不同于饱和土体,在多相的相互影响下,非饱和土的渗流过程十分复杂。对非饱和土渗流运动的分析通常以渗透系数作为基本参数,但非饱和渗透系数受到饱和度、孔隙率、基质吸力、土体结构等因素的影响,直接对非饱和渗透系数的测量颇为不易。为了较为便捷地获取土体的渗透系数,国内外许多学者进行了渗透系数获取方法的研究。直接试验法中,Gardner[1]首先基于压力板仪试验提出的多步溢出法,虽可同时测量渗透系数和土-水特征曲线,但是当试验时间比较长时会产生气泡并集聚在陶土板上,影响测量精度。一维土柱的湿润锋前进法[2]能够在较短时间内直接测量非饱和土的渗透系数,但该方法对土体会有一定的限制[3]。王铁行等[4]利用水平土柱入渗法,通过试验与数据处理,得到了不同干密度黄土-水分扩散率与体积含水量的关系。姚志华等[5]设计一种能够获取黄土原状试样的设备,并与室内重塑试样一起进行了水平土柱试验,对非饱和Q3黄土的渗透特性开展了相关研究,但水平土柱并不能较为真实地反映天然状态下的入渗情况。
除使用直接的试验方法获取渗透系数外,通过使用常用的土-水特征曲线(也即SWCC)和渗透系数模型也可以大致得出土体的渗透系数。……
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