快速测量非饱和土渗透系数的湿润锋前进法适用性研究

›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (5): 1489-1494.

快速测量非饱和土渗透系数的湿润锋前进法适用性研究

李旭^{1, 2}，范一锴^{3, 4}，黄新³

1.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉430072；2.北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044； 3.北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京 100083；4.空军第一建筑安装工程总队，北京 100083

收稿日期:2013-01-12 出版日期:2014-05-10 发布日期:2014-06-09
作者简介:李旭，男， 1980年生，博士，副教授，主要从事岩土渗流及岩土非连续大变形分析等方面的研究工作。
基金资助:
水资源与水电工程科学国家重点实验室开放基金资助项目（No. 2010B075）；教育部新教师基金（No. 20110009120022）。

Applicability of wetting front advancing method for measuring hydraulic conductivities of unsaturated soil

LI Xu^{1, 2}, FAN Yi-kai^{3, 4}, HUANG Xin³

1.State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China; 2. School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 3. School of Transportation Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100083, China; 4. The First Construct and Installing Corporation of Air Force, Beijing 100083, China

Received:2013-01-12 Online:2014-05-10 Published:2014-06-09

摘要/Abstract

摘要： 非饱和土渗透系数函数是非饱和土体渗流分析中必不可少的参数。然而非饱和土渗透系数函数测量非常困难，其中稳态法测量范围过于狭小，而瞬时截面法耗时动辄数月，难以应用。为此，提出了湿润锋前进法，有望在一周内测得渗透系数函数。采用数值模拟手段检验湿润锋前进法的测量精度和适用范围。数值模拟结果显示：对于砂土、粉土、黏土，湿润锋前进法得到的渗透系数函数均与输入的理论渗透曲线一致，但测量范围限于高吸力范围（大于进气值）。此外，还采用瞬时截面法计算了渗透系数函数，结果表明：瞬时截面法计算的渗透系数在理论渗透曲线附近波动，其精度取决于监测截面的间距，间距越大，精度越低。在给出的20、60、100 mm这3种间距中，20 mm间距时计算得到的渗透系数精度最高，但与湿润锋前进法的精度仍有一定差距。因此，湿润锋前进法是一种可靠的能够快速得到渗透系数函数的测量手段。

关键词: 非饱和土, 非饱和渗透系数, 湿润锋前进法, 瞬时截面法

Abstract: Unsaturated hydraulic conductivity is a primary soil parameter required when performing seepage analyses for unsaturated soil. The measurement of unsaturated hydraulic conductivity is normally time-consuming and limited in a narrow range. Wetting front advancing method is newly developed for a rapid measurement of unsaturated hydraulic conductivity. It is capable to measure the hydraulic conductivity function in one week and over a wide suction and permeability range. In this paper, the accuracy of this method is investigated through numerical test. The results demonstrate that the soil hydraulic conductivity curve (SHCC) calculated by wetting front advancing method can agree with the “real” SHCC perfectly, i.e. the input PF. The instantaneous profile method is also used to calculate SHCC in the numerical test. The results indicate that the difference between the result data and the input SHCC increase with the increase of monitoring section space. A monitoring section space of 20 mm can result in a SHCC, which still worse than the data from the wetting front advancing method.

Key words: unsaturated soil, unsaturated hydraulic conductivity, wetting front advancing method, instantaneous profile method

中图分类号:

TU 411

李旭，范一锴，黄新，. 快速测量非饱和土渗透系数的湿润锋前进法适用性研究[J]. , 2014, 35(5): 1489-1494.

LI Xu , FAN Yi-kai , HUANG Xin，. Applicability of wetting front advancing method for measuring hydraulic conductivities of unsaturated soil[J]. , 2014, 35(5): 1489-1494.

参考文献

相关文章 15

[1]	程涛, 晏克勤, 胡仁杰, 郑俊杰, 张欢, 陈合龙, 江志杰, 刘强, . 非饱和土拟二维平面应变固结问题的解析计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 453-460.
[2]	邓子千, 陈嘉帅, 王建伟, 刘小文, . 基于SFG模型的统一屈服面本构模型与试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 527-534.
[3]	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.
[4]	程昊, 唐辉明, 吴琼, 雷国平. 一种考虑水力滞回效应的非饱和土弹塑性扩展剑桥本构模型显式算法有限元实现[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 676-686.
[5]	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.
[6]	周凤玺, 柳鸿博, . 非饱和土中Rayleigh波的传播特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3218-3226.
[7]	詹良通, 胡英涛, 刘小川, 陈捷, 王瀚霖, 朱斌, 陈云敏. 非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验及多物理量联合监测[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2478-2486.
[8]	周凤玺, 高国耀, . 非饱和土中热−湿−盐耦合作用的稳态分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2050-2058.
[9]	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.
[10]	方瑾瑾, 冯以鑫, 赵伟龙, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下原状黄土的非线性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 517-528.
[11]	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.
[12]	杨明辉, 陈贺, 陈可. 基于分形理论的SWCC边界曲线滞后效应模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3805-3812.
[13]	陈正汉, 郭楠、. 非饱和土与特殊土力学及工程应用研究的新进展[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 1-54.
[14]	段晓梦，曾立峰, . 非饱和土的承载结构与岩土广义结构性[J]. , 2018, 39(9): 3103-3112.
[15]	李宣, 孙德安，张俊然,. 吸力历史对非饱和粉土动力变形特性的影响[J]. , 2018, 39(8): 2829-2836.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed