不同粒徑級砂性土滲透特性試驗研究.pdf

1、砂性土是指粗粒類土中礫粒組質(zhì)量小于等于總質(zhì)量50％的無粘性土,其粒徑區(qū)間主要分布在0.075-2mm左右,廣泛分布于我國江、河、沙漠地區(qū)。天然砂土的主要構(gòu)成成份為粒徑大小不同的砂粒以及少量粉粒和粘粒,粒狀組成使得砂性土具有壓縮模量大、抗剪強度高的優(yōu)點;在結(jié)構(gòu)性上,砂性土比表面積較小,孔隙尺寸較大,因而其還具有良好的滲透性。良好的力學(xué)性能和水力學(xué)性能使得砂土廣泛應(yīng)用于建筑工程、水利工程等諸多工程領(lǐng)域,但良好的滲透性也為實際工程帶來了諸多的

2、安全性隱患,比如基坑開挖過程中的管涌、流砂,土石壩設(shè)計過程中的滲透穩(wěn)定性問題等諸多水力學(xué)問題,因而針對砂土滲透性的相關(guān)研究具有重要意義。
　　國內(nèi)外學(xué)者針對天然無粘性土的滲透性有過諸多研究,從工程實踐、試驗研究、理論推導(dǎo)三個方面討論了滲透性的相關(guān)影響因素,并給出理論性或經(jīng)驗性公式,其中較為典型的有國外的Kozeny–Carman公式、國內(nèi)南京水利水電科學(xué)院的劉杰公式,這些研究對于推動滲流學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展以及指導(dǎo)工程實踐都具有重要意義

3、。
　　本文基于前人的研究,首先理論上以傳統(tǒng)滲透模型為基礎(chǔ)推導(dǎo)出滲透系數(shù)的理論表達式,而后在粒徑級層面通過常水頭滲透試驗研究了砂性土滲透性的因素。整個試驗首先以單一粒徑級為研究對象,在粒徑級層面研究了砂土滲透系數(shù)的相關(guān)影響因素,并在此基礎(chǔ)上基于多粒徑混合料的試驗討論了級配對滲透性的影響,從而將單一粒徑級的研究成果推廣到天然砂土,最終通過回歸分析,擬合各參數(shù)建立新的滲透系數(shù)模型便于工程實踐參考使用,本文主要結(jié)論如下:
　　(1

4、)對于單一粒徑級的砂土,滲透系數(shù)隨著孔隙率的增加而線性增加、隨均值粒徑二次方的增加而線性增加,滲透系數(shù)與二者具有良好的線性正相關(guān)性。
　　(2)對于天然砂土,等效粒徑、孔隙率、曲率系數(shù)、不均勻系數(shù)對滲透系數(shù)都有著一定程度的影響,其中尤以等效粒徑對滲透系數(shù)的影響較大,等效粒徑的變化能導(dǎo)致滲透系數(shù)量級上的差異。這四個參數(shù)與滲透系數(shù)都存在著較好的線性正相關(guān)性。
　　(3)綜合考慮滲透系數(shù)的四個影響因素,通過線性回歸分析,擬合出經(jīng)驗