天然沉积饱和黏土渗透系数试验研究与预测模型

›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (9): 2501-2507.

天然沉积饱和黏土渗透系数试验研究与预测模型

刘维正¹，石名磊²，缪林昌²

1. 中南大学土木工程学院，长沙 410075；2. 东南大学交通学院，南京 210096

收稿日期:2012-07-12 出版日期:2013-09-11 发布日期:2013-09-13
作者简介:刘维正，男，1982年生，博士，在站博士后，讲师，主要从事软土工程特性及地基处理方面的研究工作
基金资助:
国家自然科学基金项目(No. 51208517)；中国博士后科学基金项目(No. 2013M530360)；湖南省科技资助计划博士后专项(No. 2012RS4002)；中南大学博士后科研基金项目

Experimental study of permeability coefficient of natural saturated clay and its prediction model

LIU Wei-zheng¹，SHI Ming-lei²，MIAO Lin-chang²

1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China; 2. School of Transportation, Southeast University, Nanjing 210096, China

Received:2012-07-12 Online:2013-09-11 Published:2013-09-13

摘要/Abstract

摘要： 为研究天然沉积土的物理特性、结构状态与应力水平对其渗透特性的影响，采用固结渗透联合试验，对太湖湖沼相粉质黏土原状样与具有不同前期固结压力的重塑样的渗透系数变化规律进行了测定。原状样和重塑样的渗透系数均随固结压力的增大呈非线性减小，且两者的孔隙比与渗透系数的变化模式相一致；而前期固结压力仅影响渗透系数大小。试验结果表明：土体渗透系数随孔隙比的变化规律不受土结构性（颗粒间胶结作用）和应力历史的影响；对于同一土体，渗透系数大小主要由孔隙比决定，进而对试验和相关文献中不同土体渗透系数在压缩过程中变化规律进行了分析，建立了线性的lg(1+e)-lgkv渗透模型，并考虑了液限的影响，对渗透指数的经验关系进行了修正，修正后的计算结果更接近于实测值。研究结果对准确分析原位地基实际受荷过程中非线性固结性状具有重要意义。

关键词: 饱和黏土, 渗透系数, 土结构性, 应力历史, 渗透指数, 液限

Abstract: In order to explore the effect of physical properties, structural conditions and stress level on the permeability characteristics, consolidation-permeability tests are adopted to investigate the change of permeability coefficient during compression of Taihu swamp undisturbed silty clays and remolded samples experienced different preconsolidation pressures. The experimental results show that the permeability coefficient decreases nonlinearly with increasing consolidation pressure, and the relationship between void ratio and permeability coefficient of undisturbed specimen is almost identical to that of the remolded specimen, which is not influenced by the inter-particle cementation and stress history. For the same soil, the magnitude of permeability coefficient is mainly governed by the size of soil pore. Furthermore, according to the analysis results of the variation mode of permeability coefficient during compression tests in this work and related literatures, the linear lg(1+e)-lgkv permeability model is presented, and the empirical relationship of the permeability index is modified by considering the liquid limit. Using the modified expression, the calculation results of the permeability index agree well with the tested values. This study has important significance in accurately analyzing the nonlinear consolidation behavior of saturated clay foundation subjected to time-dependent loading.

Key words: saturated clay, permeability coefficient, soil structure, stress history, permeability index, liquid limit

中图分类号:

TU 411

刘维正，石名磊，缪林昌 . 天然沉积饱和黏土渗透系数试验研究与预测模型[J]. , 2013, 34(9): 2501-2507.

LIU Wei-zheng ，SHI Ming-lei ，MIAO Lin-chang . Experimental study of permeability coefficient of natural saturated clay and its prediction model[J]. , 2013, 34(9): 2501-2507.

参考文献

相关文章 15

[1]	李红坡, 陈征, 冯健雪, 蒙宇涵, 梅国雄, . 双层地基水平排水砂垫层位置优化研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 437-444.
[2]	刘家顺, 王来贵, 张向东, 杨建军, 孙嘉宝, . 部分排水条件下饱和黏土渐近状态本构模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 485-491.
[3]	彭家奕, 张家发, 沈振中, 叶加兵, . 颗粒形状对粗粒土孔隙特征和渗透性的影响[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 592-600.
[4]	刘忠玉, 夏洋洋, 张家超, 朱新牧. 考虑Hansbo渗流的饱和黏土一维弹黏塑性固结分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 11-22.
[5]	王刚, 韦林邑, 魏星, 张建民, . 压实黏土三轴压缩变形过程中的渗透性变化规律[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 32-38.
[6]	刘丽, 吴羊, 陈立宏, 刘建坤, . 基于数值模拟的湿润锋前进法测量精度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 341-349.
[7]	徐浩青, 周爱兆, 姜朋明, 刘顺青, 宋苗苗, 陈亮, . 不同砂−膨润土垂直防渗墙填筑土料的掺量研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 424-430.
[8]	张玉国, 万东阳, 郑言林, 韩帅, 杨晗玥, 段萌萌. 考虑径向渗透系数变化的真空预压竖井地基固结解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3533-3541.
[9]	胡明鉴, 崔翔, 王新志, 刘海峰, 杜韦, . 细颗粒对钙质砂渗透性的影响试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2925-2930.
[10]	李贤, 汪时机, 何丙辉, 沈泰宇, . 土体适用MICP技术的渗透特性条件研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2956-2964.
[11]	范日东, 刘松玉, 杜延军, . 基于改进滤失试验的重金属污染膨润土渗透特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2989-2996.
[12]	余良贵, 周建, 温晓贵, 徐杰, 罗凌晖, . 利用HCA研究黏土渗透系数的标准探索[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2293-2302.
[13]	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.
[14]	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.
[15]	刘一飞, 郑东生, 杨兵, 祝兵, 孙明祥. 粒径及级配特性对土体渗透系数影响的细观模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 403-412.

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