岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (S1): 222-228.doi: 10.16285/j.rsm.2021.0972

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

一种预测砂土土-水特征曲线的简化方法

周兵红   

  1. 甘肃铁道综合工程勘察院有限公司,甘肃 兰州 730000
  • 收稿日期:2021-06-29 修回日期:2022-02-28 出版日期:2022-06-30 发布日期:2022-07-14
  • 作者简介:周兵红,男,1989年生,硕士,工程师,主要从事岩土工程勘察设计及施工等方面的研究。

A simplified method to estimate soil-water characteristic curve for sandy soil

ZHOU Bing-hong   

  1. The General Engineering Survey Institute of Railways of Gansu Co., Ltd., Lanzhou, Gansu 730000, China
  • Received:2021-06-29 Revised:2022-02-28 Online:2022-06-30 Published:2022-07-14

摘要: 土−水特征曲线是非饱和土力学中最基本的参数之一,可用于预测非饱和土的各种性质。但是,测量土−水特征曲线耗时费事。为了解决这一问题,提出使用一点测量法和土的颗分参数相结合的方法预测Van Genuchten模型的3个参数。通过Van Genuchten模型的3个参数与43组(编号1~43)砂土的基本物理参数进行相关性分析,得出计算这3个参数的方程,进而通过一点测量法确定这3个参数的具体取值。结果表明:参数aV与组合参数(P1 000/P500)呈指数函数关系,参数mV与1/nV呈指数函数关系。敏感性分析揭示了SWCC一点测量法选取的测量点的基质吸力应在1~10 kPa之间。采用4组(编号44~47)砂土数据验证了提出的预测砂土土−水特征曲线的方法。结果显示,其R2 = 0.959,表明所提出的方法能够很好地预测SWCC。

关键词: 土?水特征曲线, Van Genuchten模型, 砂土, 敏感性分析

Abstract: Soil-water characteristic curves(SWCCs)are one of the basic parameters in unsaturated soil mechanics, which is usually used to estimate the properties of unsaturated soils. However, the measurement of SWCC is time-consuming and laborious. In order to solve this problem, we used the one-point SWCC measurement and parameters of particle size distribution to estimate the three parameters of Van Genuchten equation for sandy soils. Parameters of the Van Genuchten model were correlated with the basic properties of 43 (No.1−43) types of sandy soils. Then we obtained two equations to estimate the three parameters. The values of the three parameters were calculated by the two equations and one-point SWCC measurement. The results show that the parameter av can be expressed as an exponential function of the combined parameter (P1 000/P500), and mv can be expressed as an exponential function of 1/nv. Sensitivity analysis shows that the one-point SWCC measurement locating in the range of 1 kPa and 10 kPa gave the most reliable estimated results. The proposed method was evaluated using a total of 4 (No.44−47) types of sandy soils. It shows that the proposed method has a good performance in estimating SWCC.

Key words: soil-water characteristic curves, Van Genuchten model, sandy soil, sensitivity analysis

中图分类号: 

  • TU431
[1] 潘振辉, 肖涛, 李萍, . 压实度与制样含水率对压实黄土微结 构及水力特性的影响[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 357-366.
[2] 刘小虎, 姚直书, 程桦, 查文华, 吴捷豪, . 深井穿尖交岔点突变失稳机制分析及应用[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 521-531.
[3] 王海曼, 倪万魁, 刘魁, . 延安压实黄土土−水特征曲线的快速预测方法[J]. 岩土力学, 2022, 43(7): 1845-1853.
[4] 张树明, 蒋关鲁, 叶雄威, 蔡俊峰, 袁胜洋, 罗斌, . 基于破损参数简化的二元介质冻结粉 细砂土本构模型[J]. 岩土力学, 2022, 43(7): 1854-1864.
[5] 高游, 李泽, 孙德安, 于海浩, 陈波, . 考虑初始孔隙比影响的单/双峰土−水特征曲线 模型研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(6): 1441-1452.
[6] 王一伟, 刘 润, 孙若晗, 许泽伟. 基于抗转模型的颗粒材料宏−细观关系研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 945-956.
[7] 雷华阳, 张文振, 冯双喜, 霍海峰, . 水汽补给下砂土水分迁移规律及冻胀特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 1-14.
[8] 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.
[9] 董青, 周正华, 苏杰, 李小军, 郝冰, . 基于对数动骨架的可考虑液化大变形本构[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1903-1910.
[10] 刘志鹏, 孔纲强, 文磊, 王志华, 秦红玉, . 砂土地基中倾斜螺旋桩群桩上拔与水平 承载特性模型试验[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1944-1950.
[11] 刘倩倩, 李舰, 蔡国庆, 李朋林, 李昕哲, . 全吸力范围的盐渍土持水特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 713-722.
[12] 李志浩, 肖世国. 不同运动模式的悬臂式挡墙地震永久位移算法[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 723-734.
[13] 崔蓬勃, 朱永全, 刘勇, 朱正国, 潘英东, . 非饱和砂土隧道土拱效应模型试验 及颗粒流数值模拟研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(12): 3451-3466.
[14] 郑方, 邵生俊, 佘芳涛, 袁浩, . 重塑黄土在不同基质吸力下的真三轴剪切试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 156-162.
[15] 吴顺川, 孙伟, 刘洋, 成子桥, 许学良, . Ⅰ型断裂韧度模拟方法及细观影响因素研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2536-2546.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[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 .