›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (11): 3127-3135.doi: 10.16285/j.rsm.2017.11.007

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

吹填人工岛地基钙质粉土夹层的渗透特性研究

王新志1,王 星1, 2,胡明鉴1,朱长歧1,孟庆山1,汪 稔1   

  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. 中国科学院大学,北京 100049
  • 收稿日期:2016-12-05 出版日期:2017-11-10 发布日期:2018-06-05
  • 通讯作者: 王星,男,1989年生,博士研究生,主要从事钙质土的力学特性研究。E-mail:18827069705@163.com E-mail:xzwang@whrsm.ac.cn
  • 作者简介:王新志,男,1981年生,副研究员,主要从事工程地质及岩土力学特性的研究。
  • 基金资助:

    科技部973计划课题(No. 2013CB956104);自然科学基金项目(No. 41572297, No. 41572304, No. 41372318)和国家科技支撑计划项目 (No. 2014BAC01B01)。

Study of permeability of calcareous silty layer of foundation at an artificial reclamation island

WANG Xin-zhi1, WANG Xing1, 2, HU Ming-jian1, ZHU Chang-qi1, MENG Qing-shan1, WANG Ren1   

  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. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
  • Received:2016-12-05 Online:2017-11-10 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the National Key Basic Research Program of China (2013CB956104), the National Natural Science Foundation of China (41572297, 41572304, 41372318) and the National Key Technology R & D Program (2014BAC01B01)。

摘要: 南海吹填钙质土地基中含有多层粒径小于0.075 mm的细颗粒钙质粉土夹层,这些粉土夹层的渗透性对人工岛地下淡水的形成具有重要影响。通过室内变水头试验研究了钙质粉土渗透系数与干密度、初始含水率之间的相关性,论证了Samarasinghe与Mesri公式在计算钙质粉土渗透系数上的可靠性;通过静态氮吸附试验对渗透试验前、后钙质粉土的孔径变化特征进行了分析。研究结果表明:钙质粉土的渗透系数在初始含水率相同时随着干密度的增大而减小,在干密度相同时随着初始含水率的增大而增大,且在饱和时渗透系数达到最大;Samarasinghe与Mesri公式对钙质粉土渗透系数的计算具有较高精度;钙质粉土为大孔材料,渗流作用下使更多的微孔和介孔转变为大孔,孔隙类型以一端开口的均匀圆筒形孔为主。研究成果可为南海的人工吹填岛地下水渗流场的计算分析提供科学依据。

关键词: 钙质粉土, 渗透系数, 干密度, 初始含水率, 孔隙结构

Abstract: The silty calcareous soil subgrade in the South China Sea contains fine particle calcareous silt interlayers with a particle size less than 0.075 mm. The permeability of these calcareous silt layers has an important effect on the development of underground fresh water in the islands. This study investigated correlations among the permeability coefficient, dry density and initial water content of calcareous silt through variable-head permeability tests in laboratory. The results demonstrate the reliability of Samarasinghe and Mesri formulas in calculating the permeability coefficient of calcareous silt. The variation of pore size of calcareous silty soil before and after infiltration test was analyzed by static nitrogen adsorption test. The results show that the permeability coefficient of calcareous silt decreases with the increase of the dry density, and increases with the increase of the initial water content. When the dry density is the same, and the permeability coefficient reaches the maximum at saturation. The Samarasinghe and Mesri formulae have high accuracy in calculating the permeability coefficient of calcareous silt. Seepage generates more micropores and transforms mesopores into macropores. The soil mainly shows pores with a uniform cylindrical hole with an opening at one end. This study provides a scientific reference for the calculation and analysis of groundwater seepage field in artificial reclamation island.

Key words: calcareous silt, permeability coefficient, dry density, initial water content, pore structure

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