干濕條件下壓實(shí)粘土滲透系數(shù)的預(yù)測(cè)研究.pdf

1、壓實(shí)粘土作為典型的非飽和土，因其易于施工且建設(shè)費(fèi)用低，在防滲工程中常作為性能優(yōu)良的防滲劑使用，軍事工程中埋藏核廢料也常采用壓實(shí)粘土作為隔離材料。但是，在實(shí)踐中其滲透性質(zhì)難以確定，依據(jù)相關(guān)理論對(duì)非飽和土滲透特性參數(shù)作進(jìn)一步的研究是很有必要的?；诖?，本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(41072214)做了以下工作:
　　 (1)首先采用非飽和土聯(lián)合測(cè)試系統(tǒng)，基于瞬時(shí)釋放和吸入法(TRIM法)，對(duì)于不同壓實(shí)度下重塑粘土進(jìn)行了干濕試驗(yàn)

2、，根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)Labview記錄的大量數(shù)據(jù)、體積含水率與時(shí)間的關(guān)系曲線、初邊值條件以及陶土板材料參數(shù)，運(yùn)用一維水分運(yùn)移過(guò)程分析軟件HYDRUS-1D反算出水力特性參數(shù)θ(h)和K(h)，進(jìn)而得到非飽和土干濕土水特征曲線和滲透函數(shù)曲線，并分析了壓實(shí)度對(duì)曲線的影響。
　　 (2)其次對(duì)確定滲透函數(shù)的間接方法(即經(jīng)驗(yàn)公式和統(tǒng)計(jì)模型法)進(jìn)行了總結(jié);介紹了根據(jù)土水特征曲線三參數(shù)模型Brooks&Corey(1964)模型和Mualem

3、(1976)相對(duì)滲透系數(shù)計(jì)算模型(簡(jiǎn)稱BCM模型)計(jì)算壓實(shí)粘土試樣非飽和滲透系數(shù)kw的解析法，并對(duì)3種壓實(shí)度粘土試樣的非飽和滲透系數(shù)進(jìn)行了預(yù)測(cè);此外，還從預(yù)測(cè)原理、模型參數(shù)及獲得方法、模型預(yù)測(cè)結(jié)果等方面與采用四參數(shù)模型Van Genuchten(1978)模型和Mualem(1976)相對(duì)滲透系數(shù)計(jì)算模型(簡(jiǎn)稱VGM模型)的數(shù)值反演預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明:兩種模型預(yù)測(cè)得到的非飽和滲透系數(shù)非常接近。
　　 (3)最后分析了6

4、種壓實(shí)度試樣飽和滲透系數(shù)隨壓實(shí)度的變化規(guī)律，為后面討論相對(duì)滲透系數(shù)奠定了基礎(chǔ);同時(shí)，從中選取3種壓實(shí)度試樣對(duì)其相對(duì)滲透系數(shù)隨飽和度的變化規(guī)律進(jìn)行了分析，有助于定性討論相同干濕條件下壓實(shí)度對(duì)相對(duì)滲透系數(shù)的影響。基于以上研究，根據(jù)干化階段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)了以飽和度S和壓實(shí)度λ為自變量的歸一化滲透函數(shù)表達(dá)式;并選取壓實(shí)度為90.0％和77.8％試樣濕化階段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)表達(dá)式進(jìn)行了驗(yàn)證。驗(yàn)證表明，實(shí)測(cè)滲透系數(shù)與預(yù)測(cè)滲透系數(shù)吻合度總體較好，推導(dǎo)出的