›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (10): 2895-2900.doi: 10.16285/j.rsm.2017.10.016

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

钙质砂的渗透特性及其影响因素探讨

胡明鉴1,蒋航海1, 2, 3,朱长歧1,翁贻令1, 2, 3,阮 洋1,陈伟俊1, 2, 3   

  1. 1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071; 2. 广西大学 土木建筑工程学院,广西 南宁 530004;3. 广西大学 海洋学院,广西 南宁 530004
  • 收稿日期:2017-04-07 出版日期:2017-10-10 发布日期:2018-06-05
  • 作者简介:胡明鉴,男,1974年生,博士,副研究员,主要从事地下水动力学和滑坡泥石流方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金面上项目(No. 41572304,No. 41372313);中科院科技先导专项A类子课题(No. XDA13010301)。

Discussion on permeability of calcareous sand and its influencing factors

HU Ming-jian1, JIANG Hang-hai1, 2, 3, ZHU Chang-qi1, WENG Yi-ling1, 2, 3, RUAN Yang1, CHEN Wei-jun1, 2, 3   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 2. College of Civil Engineering and Architecture, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530004, China; 3. College of Ocean, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530004, China
  • Received:2017-04-07 Online:2017-10-10 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (41572304, 41372313) and the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (XDA13010301).

摘要: 钙质砂在沉积过程中大多保持着原生生物骨架中的细小孔隙,多孔隙且含内孔隙、形状不规则、强度低易破碎、颗粒棱角度高、会胶结等特殊性质。其工程力学性质较一般陆相、海相沉积物有较大的差异,尤其多孔性和形状高度不规则性致使其渗透性与其他岩土介质差异明显。针对钙质砂的渗透特性开展现场多组双环渗透试验,分析密实度和颗粒级配对钙质砂渗透性的影响。现场渗透试验显示,钙质砂中的渗流速度先缓慢增大再趋于稳定,最后稳定在小幅度波动范围内;钙质砂的渗透系数K与不均匀系数Cu呈负相关关系;由于颗粒分析曲线上小于有效粒径d10的曲线拐点多出现在小于某粒径土重累计百分含量为4%对应的粒径d4附近,以新变量d4与限制粒径d60之比d4 /d60分析其与钙质砂渗透性的关系,并经指数函数拟合得一定干密度 和压实度 下的钙质砂的渗透系数关系式 或 ,根据Cu≤5、5<Cu≤10、10<Cu≤20和Cu≥20的取值,n分别取值2、5、4、3。

关键词: 钙质砂, 双环渗透试验, 密实度, 不均匀系数, 指数函数

Abstract: In the deposition process, the calcareous sand, mostly retaining tiny pores of the protozoan skeleton, shows hierarchical porosity, irregular shape, high angular edge, low strength and fragile, cemented property of particles. Therefore calcareous sand are different from general terrestrial and marine sediments in its engineering properties especially the permeability due to the hierarchical porosity and highly-irregular shape. In this study, the double-ring permeation experiments are carried out to analyze the effect of density and particle size on the permeability of calcareous sand. Test results show that the seepage rate of calcareous sand increases gradually and then stabilizes within a range of small fluctuation. The permeability coefficient of calcareous sand is negatively correlated with the nonuniformity coefficient Cu. As the inflection points of particle-size distribution curve become smaller than effective diameter d10 appear near the weight-accumulative 4% percent diameter d4 of soil, the ratio of d4 to constrained diameter d60 is adopted to analyze the relationship between the dry density and the permeability of calcareous sand. An exponential function is fitted between permeability coefficient with dry density and compaction degree . The fitting exponential function of the calcareous sand permeability coefficient is or . If the values of Cu≤5, 5

Key words: calcareous sand, double-ring permeation experiment, degree of compaction, nonuniformity coefficient, exponential function

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