岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (3): 729-736.doi: 10.16285/j.rsm.2021.0735

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

不同干密度压实黄土的饱和/非饱和渗透 系数预测模型

王海曼,倪万魁   

  1. 长安大学 地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054
  • 收稿日期:2021-05-15 修回日期:2021-12-14 出版日期:2022-03-22 发布日期:2022-03-22
  • 通讯作者: 倪万魁,男,1965年生,教授,主要从事黄土力学方面的科研与教学工作。E-mail: niwankui@chd.edu.cn E-mail:1164727259@qq.com
  • 作者简介:王海曼,男,1993年生,博士研究生,主要从事黄土非饱和土力学的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(No.41931285)。

Prediction model of saturated/unsaturated permeability coefficient of compacted loess with different dry densities

WANG Hai-man, NI Wan-kui   

  1. College of Geology Engineering and Geomatics, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi 710054, China
  • Received:2021-05-15 Revised:2021-12-14 Online:2022-03-22 Published:2022-03-22
  • Supported by:
    Tis work was supported by the National Natural Science Foundation of China(41931285).

摘要: 非饱和渗透系数直接测量代价较高,且精度不能完全保证,因此,基于达西定律,建立饱和/非饱和渗透系数的简便实用预测模型具有重要的理论和实践意义。采用自制的非饱和渗透装置测试了不同干密度下延安压实黄土的非饱和渗透系数,并运用核磁共振技术测定了其孔径分布曲线。基于孔隙分布特征将达西定理微分化,建立了孔隙比与饱和/非饱和渗透系数关系模型。研究结果表明:预测模型中的参数(D和B)可用孔径分布曲线上两点(峰值点和半幅点)的累计孔隙体积与孔径在双对数坐标中连成直线的斜率和截距确定;孔隙比和优势孔径在双对数坐标中具有线性关系,模型参数均可用孔隙比表示;模型预测结果与实测值基本吻合,具有简便、可靠和实用性。

关键词: 压实黄土, 非饱和渗透, 渗透系数, 孔径分布, 预测模型

Abstract: The direct measurement of unsaturated permeability coefficient is costly and the accuracy cannot be fully guaranteed. Therefore, the establishment of a simple and practical prediction model for saturated/unsaturated permeability coefficient based on Darcy’s law has important theoretical and practical significance. In this paper, a self-made unsaturated permeability device was used to test the unsaturated permeability coefficient of Yan’an compacted loess with different dry densities, and the pore size distribution curve was determined by nuclear magnetic resonance technology. Based on the characteristics of pore distribution, Darcy’s theorem is differentiated, and the relationship model between pore ratio and saturated/unsaturated permeability coefficient is established. The research results show that the parameters (D and B) in the prediction model can be determined by the slope and intercept of the cumulative pore volume at two points (peak point and half-width point) on the pore size distribution curve and the pore size in a straight line in double logarithmic coordinates; the porosity ratio and the dominant pore diameter have a linear relationship in the double logarithmic coordinates, and the model parameters can be expressed by the porosity ratio; the predicted results of the model are basically consistent with the measured values, which suggests that the proposed model is simple, reliable and practical.

Key words: compacted loess, unsaturated infiltration, permeability coefficient, pore size distribution, prediction model

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[1] 陈锐, 张星, 郝若愚, 包卫星. 干湿循环下地聚合物固化黄土强度 劣化机制与模型研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(5): 1164-1174.
[2] 仉文岗, 顾鑫, 刘汉龙, 张青, 王林, 王鲁琦, . 基于贝叶斯更新的非饱和土坡参数概率 反演及变形预测[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 1112-1122.
[3] 田佳丽, 王惠民, 刘星星, 向雷, 盛金昌, 罗玉龙, 詹美礼. 考虑不同尺度孔隙压缩敏感性的 砂岩渗透特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 405-415.
[4] 周实际, 杜延军, 倪浩, 孙慧洋, 李江山, 杨玉玲, . 压实度对铁盐稳定化砷、锑污染土特性 的影响及机制研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 432-442.
[5] 江帅, 朱勇, 栗青, 周辉, 涂洪亮, 杨凡杰, . 隧道开挖地表沉降动态预测及影响因素分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 195-204.
[6] 詹良通, 丁兆华, 谢世平, 李育超, 何顺辉, . 竖向阻隔墙中土工复合膨润土防水毯搭接 区渗透系数测试与分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2387-2394.
[7] 李燕, 李同录, 侯晓坤, 李华, 张杰, . 用孔隙分布曲线预测压实黄土非饱和渗透曲 线及其适用范围的探讨[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2395-2404.
[8] 葛苗苗, 李宁, 盛岱超, 朱才辉, PINEDA Jubert, . 水力耦合作用下非饱和压实黄土 细观变形机制试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2437-2448.
[9] 刘丽, 吴羊, 李旭, 赵煜鑫, . 压实度对宽级配土水力特性的影响研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2545-2555.
[10] 傅鹤林, 安鹏涛, 李凯, 成国文, 李鲒, 余小辉, . 围岩非均质性对隧道突涌水的影响分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(6): 1519-1528.
[11] 王英, 张虎元, 童艳梅, 周光平, . 接缝密封材料对缓冲砌块屏障封闭性能的影响[J]. 岩土力学, 2021, 42(6): 1648-1658.
[12] 鞠远江, 胡明鉴, 秦坤坤, 宋博, 孙子晨, . 珊瑚礁岛钙质砂细颗粒渗透运移规律研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(5): 1245-1253.
[13] 李亚峰, 聂如松, 李元军, 冷伍明, 阮波, . 间歇性循环荷载下路基细粒土填料永久 变形特性及预测模型[J]. 岩土力学, 2021, 42(4): 1065-1077.
[14] 张乐, 党发宁, 高俊, 丁九龙. 线性加载条件下考虑应力历史的饱和黏土一维非线性固结渗透试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(4): 1078-1087.
[15] 江文豪, 詹良通. 考虑井阻效应及径向渗透系数变化下砂井 地基的大变形固结[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 755-766.
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[1] 姚仰平,侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[3] 向天兵,冯夏庭,陈炳瑞,江 权,张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[4] 石玉玲,门玉明,彭建兵,黄强兵,刘洪佳. 地裂缝对不同结构形式桥梁桥面的破坏试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2917 -2922 .
[5] 夏栋舟,何益斌,刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[6] 徐速超,冯夏庭,陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[7] 张力霆,齐清兰,魏静,霍倩,周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[8] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[9] 易 俊,姜永东,鲜学福,罗 云,张 瑜. 声场促进煤层气渗流的应力-温度-渗流压力场的流固动态耦合模型[J]. , 2009, 30(10): 2945 -2949 .
[10] 陶干强,杨仕教,任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .