岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (9): 2545-2555.doi: 10.16285/j.rsm.2020.1595

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

压实度对宽级配土水力特性的影响研究

刘丽1,吴羊2,李旭1,赵煜鑫1   

  1. 1. 北京交通大学 城市地下工程教育部重点试验室,北京 100044;2. 中建美国有限公司,泽西城 美国
  • 收稿日期:2020-10-26 修回日期:2021-05-26 出版日期:2021-09-10 发布日期:2021-08-31
  • 通讯作者: 李旭,男,1980年生,博士,教授,主要从事非饱和土力学、冻土力学和岩土数值分析研究。E-mail: cexuli2012@163.com E-mail: liulicomcom@126.com
  • 作者简介:刘丽,女,1984年生,博士,讲师,主要从事非饱和土力学、冻土力学和岩土试验研究。
  • 基金资助:
    中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.2020JBM038);国家自然科学基金面上项目(No.51979002)

Influence of compaction on hydraulic properties of widely-graded soil

LIU Li1, WU Yang2, LI Xu1, ZHAO Yu-xin1   

  1. 1. Key Laboratory of the Ministry of Education of Urban Underground Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 2. China Construction America Inc., Jersey City, America
  • Received:2020-10-26 Revised:2021-05-26 Online:2021-09-10 Published:2021-08-31
  • Supported by:
    This work was supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities(2020JBM038) and the General Program of National Natural Science Foundation of China(51979002).

摘要: 宽级配土是修建土石坝心墙和堤防的良好填料,其水力特性决定了土石坝心墙和堤防的防渗性能。对于给定级配的土体,压实度是其水力特性的主控因素。首先通过室内试验测量压实度对宽级配土水力特性的影响规律,然后通过数据分析,建立了考虑压实度影响的水力特性模型。研究结果表明:土体压实度越高,颗粒间的大孔隙越少,土体进气值越高,饱和渗透系数越低;提出了一个考虑结合水含量的修正渗透吸力计算公式,可以很好地描述风干土的渗透吸力随含水率的变化规律;土体进气值和压实度在半对数坐标系上呈线性关系;土体饱和渗透系数和干密度在半对数坐标系上呈线性关系;回归了进气值、饱和渗透系数、非饱和渗透系数与压实度之间的经验模型,建立了针对宽级配土整个土?水力学特征曲线影响的经验计算公式,具有一定的普适性。

关键词: 非饱和土, 压实度, 土?水特征曲线(SWCC), 饱和渗透系数, 渗透系数函数

Abstract: Widely-graded soil is a good anti-seepage filling material for core of earth dams and embankment, and its impermeability is determined by its hydraulic properties. For the same soil, compaction is the primary factor that controls its hydraulic properties. In this study, the effect of compaction on hydraulic properties of a widely-graded soil is studied by laboratory tests, and through data analysis, the hydraulic property model is established, which is based on the effect of compaction. The results demonstrate that the higher the degree of compaction, the less macropores between particles of the soil, the higher the air-entry-value of the soil, the lower the saturated permeability coefficient. A prediction model of osmotic suction is proposed and it can accurately describe the changing principle of osmotic suction for unsaturated soil upon drying. The air-entry-value of the soil has linear relationship with the relative compaction on semi-log coordinate, and saturated permeability coefficient has linear relationship with the dry density on semi-log coordinate. An experiential model among air-entry-value, saturated permeability coefficient, unsaturated permeability coefficient and relative compaction is established, also an experiential calculation formula for soil-water characteristic curve (SWCC) of widely-graded soil is established, which has general applicability.

Key words: unsaturated soil, relative compaction, soil-water characteristics curve(SWCC), saturated permeability coefficient, soil hydraulic conductivity function

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