›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (S2): 184-189.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

非饱和黄土土-水特征曲线与渗透系数Childs & Collis-Geroge模型预测

李 萍1,李同录1,王 红1 梁 燕2   

  1. 1. 长安大学 地测学院 地质工程系,西安 710054;2. 长安大学 公路学院 特殊地区公路工程教育部重点实验室,西安 710064
  • 收稿日期:2013-04-16 出版日期:2013-11-11 发布日期:2013-11-19
  • 作者简介:李萍,女,1988年生,博士研究生,主要从事岩土工程方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(No. 41372329;No. 41172256)

Soil-water characteristic curve and permeability perdiction on Childs & Collis-Geroge model of unsaturated loess

LI Ping1,LI Tong-lu1,WANG Hong1,LIANG Yan2   

  1. 1. Department of Geological Engineering, School of Geological Engineering and Surveying, Chang’an University, Xi’an 710054, China; 2. Key Laboratory of Education Ministry on Highway Engineering of Special Region, Institute of Highway, Chang’an University, Xi’an 710064, China
  • Received:2013-04-16 Online:2013-11-11 Published:2013-11-19

摘要: 我国黄土厚度大,黄土地区地下水位深,降雨量少,黄土多处于非饱和状态,土-水特征曲线是非饱和黄土应力状态、强度及渗透性研究的基础。以陇东高原马兰黄土为试验对象,采用张力计法测定原状土样的土-水特征曲线,采用三种理论模型对试验数据拟合,其中Gardner模型简单、参数少,但Fredlund & Xing模型拟合效果最好。基于已测得的土-水特征曲线,采用Childs & Collis-Geroge预测非饱和渗透系数的模型,计算得到非饱和黄土渗透系数与基质吸力或含水率的关系,发现黄土从饱和到非饱和,其渗透系数急剧降低,黄土非饱和渗透系数与基质吸力或体积含水率的关系均可用指数函数表示。本文对典型黄土土-水特征曲线的研究及渗透性的预测为黄土工程问题,如降雨入渗的边坡稳定性评价、非饱和地基湿陷变形计算等提供理论基础。

关键词: 非饱和黄土, 土-水特征曲线, 张力计法, 基质吸力, 体积含水率, 渗透系数函数

Abstract: Loess in China is thick, and groundwater levels are always very deep in loess area where is characterized by low precipitation, which makes loess always at unsaturated state. Soil-water characteristic curve is the foundation of researches on stress state, strength and permeability of unsaturated loess. This paper experiments on typical Malan loess in Longdong plateau, the soil-water characteristic curve of undisturbed sample is determined by tensionmeter, and the experimental data are then fitted with three theoretical models, of which Gardner model is the simplest with the least parameters, while Fredlund & Xing model has the best fitting effect. The relationship between permeability coefficient and matric suction or water content of unsaturated loess is built based on the measured soil-water characteristic curve by Childs & Collis-Geroge model which is commonly used to predict unsaturated permeability coefficient. The results show that the permeability coefficient decreases dramatically as saturated loess becoming unsaturated, the relationships between permeability coefficient and matric suction or volume water content of unsaturated loess can all be expressed in exponential form. Study of the soil-water characteristic curve and permeability coefficient prediction of typical loess provides loess engineering problems, such as the slope stability evaluation with the effects of rain infiltration and the computation of collapsible deformation of unsaturated foundation, with theoretical basis.

Key words: unsaturated loess, soil-water characteristic curve, tensionmeter method, matric suction, volume water content, permeability coefficient function

中图分类号: 

  • TU 444
[1] 陈仁朋, 王朋飞, 刘鹏, 程威, 康馨, 杨微, . 路基煤矸石填料土-水特征曲线试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 372-378.
[2] 李潇旋, 李涛, 彭丽云, . 控制吸力循环荷载下非饱和黏性土 的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 552-560.
[3] 王欢, 陈群, 王红鑫, 张文举, . 不同压实度和基质吸力的粉煤灰三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 224-230.
[4] 洪本根, 罗嗣海, 胡世丽, 王观石, 姚康, . 基质吸力对非饱和离子型稀土抗剪强度的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2303-2310.
[5] 陶高梁, 吴小康, 甘世朝, 肖衡林, 马 强, 罗晨晨, . 不同初始孔隙比下非饱和黏土渗透性 试验研究及模型预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1761-1770.
[6] 王娟娟, 郝延周, 王铁行. 非饱和压实黄土结构特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1351-1357.
[7] 郑国锋, 郭晓霞, 邵龙潭, . 基于状态曲面的非饱和土强度准则及其验证[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1441-1448.
[8] 张 昭, 程靖轩, 刘奉银, 齐吉琳, 柴军瑞, 李会勇, . 基于土颗粒级配预测非饱和 渗透系数函数的物理方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 549-560.
[9] 李明玉, 孙文静. 黏土掺入生物炭后的持水特性及其影响机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4722-4730.
[10] 包小华, 廖志广, 徐长节, 庞小朝, 谢雄耀, 崔宏志, . 不同渗流边界条件下粉砂边坡失稳模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3789-3796.
[11] 陶高梁,李 进,庄心善,肖衡林,崔惜琳,徐维生. 利用土中水分蒸发特性和微观孔隙分布规律确定SWCC残余含水率[J]. , 2018, 39(4): 1256-1262.
[12] 毕 骏,谌文武,戴鹏飞,林高潮, . 校正系数对不同形式的Van Genuchten方程各拟合参数的影响[J]. , 2018, 39(4): 1302-1310.
[13] 陶高梁,柏 亮,袁 波,甘世朝. 土-水特征曲线与核磁共振曲线的关系[J]. , 2018, 39(3): 943-948.
[14] 黎澄生,孔令伟,柏 巍,安 然,李甜果, . 土-水特征曲线滞后阻塞模型[J]. , 2018, 39(2): 598-604.
[15] 刘星志,刘小文,陈 铭,谷明晗. 基于3个不等粒径颗粒接触模型的土-水特征曲线[J]. , 2018, 39(2): 651-656.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 张文杰,陈云敏. 垃圾填埋场抽水试验及降水方案设计[J]. , 2010, 31(1): 211 -215 .
[2] 宫伟力,安里千,赵海燕,毛灵涛. 基于图像描述的煤岩裂隙CT图像多尺度特征[J]. , 2010, 31(2): 371 -376 .
[3] 万 智,董 辉,刘宝琛. 基于正交设计下SVM滑坡变形时序回归预测的超参数选择[J]. , 2010, 31(2): 503 -508 .
[4] 王明年,郭 军,罗禄森,喻 渝,杨建民,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道深浅埋分界深度研究[J]. , 2010, 31(4): 1157 -1162 .
[5] 胡勇刚,罗 强,张 良,黄 晶,陈亚美. 基于离心模型试验的水泥土搅拌法加固斜坡软弱土地基变形特性分析[J]. , 2010, 31(7): 2207 -2213 .
[6] 柴 波,殷坤龙,肖拥军. 巴东新城区库岸斜坡软弱带特征[J]. , 2010, 31(8): 2501 -2506 .
[7] 杨召亮,孙冠华,郑 宏. 基于潘氏极大值原理的边坡稳定性的整体分析法[J]. , 2011, 32(2): 559 -563 .
[8] 王光进,杨春和,张 超,马洪岭,孔祥云,侯克鹏. 超高排土场的粒径分级及其边坡稳定性分析研究[J]. , 2011, 32(3): 905 -913 .
[9] 胡海军,蒋明镜,赵 涛,彭建兵,李 红. 制样方法对重塑黄土单轴抗拉强度影响的初探[J]. , 2009, 30(S2): 196 -199 .
[10] 李 敏,柴寿喜,王晓燕,魏 丽. 以强度增长率评价麦秸秆加筋盐渍土的加筋效果[J]. , 2011, 32(4): 1051 -1056 .