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随机单裂隙饱和/非饱和渗透系数研究 被引量：5
1
作者 李锦辉 蔡成志 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2595-2599,共5页
裂隙易在降雨作用下诱发滑坡等灾害,裂隙的饱和/非饱和渗透特性是研究此类问题的关键。利用精密数控机床制作随机粗糙裂隙面,并研制了一套仪器进行此随机粗糙裂隙的渗流试验,得到了裂隙的饱和渗透系数,然后通过间接方法预测此裂隙的非... 裂隙易在降雨作用下诱发滑坡等灾害,裂隙的饱和/非饱和渗透特性是研究此类问题的关键。利用精密数控机床制作随机粗糙裂隙面,并研制了一套仪器进行此随机粗糙裂隙的渗流试验,得到了裂隙的饱和渗透系数,然后通过间接方法预测此裂隙的非饱和渗透系数。研究发现,当裂隙平均开度为0.4 mm时,其饱和渗透系数为0.1 m/s。通过立方定律得到的水力等效隙宽为0.35 mm,小于其平均隙宽。同时裂隙的渗透系数与平均隙宽的平方成正比,这与立方定律的趋势相一致。研究得到了不同隙宽裂隙的非饱和渗透系数函数,当基质吸力小于进气值时,渗透系数为一常数,即为饱和渗透系数;当基质吸力大于进气值时,裂隙板的渗透系数急剧减小。当裂隙板的基质吸力达到其残余含水率对应的吸力值时,裂隙板的渗透系数基本稳定。在此情况下,基质吸力的继续增加对渗透系数的影响非常小,很难使渗透系数减小。 展开更多
关键词 裂隙 渗流 渗透系数 非饱和 随机
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不同干密度压实黄土的饱和/非饱和渗透系数预测模型 被引量：8
2
作者 王海曼 倪万魁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期729-736,共8页
非饱和渗透系数直接测量代价较高,且精度不能完全保证,因此,基于达西定律,建立饱和/非饱和渗透系数的简便实用预测模型具有重要的理论和实践意义。采用自制的非饱和渗透装置测试了不同干密度下延安压实黄土的非饱和渗透系数,并运用核磁... 非饱和渗透系数直接测量代价较高,且精度不能完全保证,因此,基于达西定律,建立饱和/非饱和渗透系数的简便实用预测模型具有重要的理论和实践意义。采用自制的非饱和渗透装置测试了不同干密度下延安压实黄土的非饱和渗透系数,并运用核磁共振技术测定了其孔径分布曲线。基于孔隙分布特征将达西定理微分化,建立了孔隙比与饱和/非饱和渗透系数关系模型。研究结果表明:预测模型中的参数(D和B)可用孔径分布曲线上两点(峰值点和半幅点)的累计孔隙体积与孔径在双对数坐标中连成直线的斜率和截距确定;孔隙比和优势孔径在双对数坐标中具有线性关系,模型参数均可用孔隙比表示;模型预测结果与实测值基本吻合,具有简便、可靠和实用性。 展开更多
关键词 压实黄土 非饱和渗透 渗透系数 孔径分布 预测模型
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基于NMR的非饱和土相对渗透系数快速预测新方法
3
作者 陶高梁 彭寅杰 +4 位作者 陈银 肖衡林 罗晨晨 钟楚珩 雷达 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期470-479,共10页
非饱和土的渗透系数作为研究非饱和土中水分运移的重要参数,直接测量方法原理简明但试样尺寸较大,耗时较长;土-水特征曲线(SWCC)间接预测方法由于需要获取土-水特征曲线,同样较为耗时,工作量较大。为此,结合核磁共振(NMR)理论与渗流理... 非饱和土的渗透系数作为研究非饱和土中水分运移的重要参数,直接测量方法原理简明但试样尺寸较大,耗时较长;土-水特征曲线(SWCC)间接预测方法由于需要获取土-水特征曲线,同样较为耗时,工作量较大。为此,结合核磁共振(NMR)理论与渗流理论提出了不同孔径孔隙通道渗透系数与弛豫时间的关系,通过对不同大小孔隙通道渗透系数进行累加,提出了基于核磁共振的饱和/非饱和土渗透系数预测模型和快速预测方法。为验证模型的合理性,以湖南黏土为研究对象,进行了不同初始孔隙比试样脱湿、吸湿过程以及饱和状态下的95次核磁共振试验,获取相应的NMR曲线,采用瞬时剖面法获取不同初始孔隙比试样非饱和相对渗透系数,并与该模型预测值对比。研究发现:利用脱湿、吸湿过程不同含水率下NMR曲线以及饱和状态的NMR曲线均具有较好的预测效果,但基于饱和状态下试样的NMR曲线预测效果相对最好,测量成本和耗时也最小,因此建议采用饱和状态试样NMR曲线直接预测非饱和相对渗透系数。 展开更多
关键词 核磁共振 饱和/非饱和渗透系数 孔隙通道 弛豫时间
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降雨和库水位升降条件下考虑非饱和渗透系数空间变异的边坡可靠度分析 被引量：1
4
作者 柳伟 徐长节 +1 位作者 胡世韬 朱怀龙 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第3期61-72,共12页
降雨和水位升降对库岸边坡具有显著影响,传统确定性分析难以准确评估其稳定性。考虑降雨和水位升降联合作用下水力参数的空间变异性,进行非饱和土边坡可靠度分析具有重要意义。以赣江库区中的莒洲岛边坡为研究对象,以贝叶斯方法校准的... 降雨和水位升降对库岸边坡具有显著影响,传统确定性分析难以准确评估其稳定性。考虑降雨和水位升降联合作用下水力参数的空间变异性,进行非饱和土边坡可靠度分析具有重要意义。以赣江库区中的莒洲岛边坡为研究对象,以贝叶斯方法校准的多元水力参数的联合随机场为基础,建立非饱和土边坡的稳定性分析方法。根据有限的岩土力学室内试验数据,采用贝叶斯方法校准土水特征曲线的模型参数,并从VGM、VGB、VG和FX模型中选出最优模型;联合多元水力参数的随机统计特征,生成非饱和土边坡渗透系数的随机场空间分布;针对2021年5月赣江水位快速升降并伴随暴雨的工程背景,将上述方法应用于莒洲岛库岸边坡的稳定性分析。研究结果表明,暴雨与水位变化的联合作用对边坡安全系数的影响显著,确定性分析的边坡安全系数偏低,考虑非饱和渗透系数空间变异性后计算所得到的SWCC综合可靠指标不能满足规范要求,需采取额外的边坡工程加固措施以保证边坡的长期稳定性。 展开更多
关键词 库岸边坡 土水特征曲线 非饱和渗透系数 贝叶斯方法 可靠度分析
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考虑膜态水渗流的非饱和土渗透系数计算方法研究
5
作者 翟钱 沈天伦 +4 位作者 田刚 戴国亮 赵学亮 龚维明 蔡建国 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期291-298,共8页
当前采用土-水特征曲线计算非饱和土渗透系数的方法主要分为经验模型和统计模型两大类。经验模型的计算结果取决于模型中的经验系数,统计模型基于毛细模型采用统计学相关理论推导得出,因此统计模型计算结果相对可靠。研究发现,统计模型... 当前采用土-水特征曲线计算非饱和土渗透系数的方法主要分为经验模型和统计模型两大类。经验模型的计算结果取决于模型中的经验系数,统计模型基于毛细模型采用统计学相关理论推导得出,因此统计模型计算结果相对可靠。研究发现,统计模型主要研究毛细水迁移规律,并未考虑土体中的结合水。因物理化学作用,部分土颗粒表面会吸附水膜,该水膜可作为液态水分的传输媒介。水膜厚度主要取决于土颗粒表面与土中水的相互作用,水膜厚度决定了土颗粒表面膜态水的迁移速率。首先计算单个颗粒表层吸附水膜的厚度、膜态水迁移速率;其次考虑土体中不同粒径颗粒的随机接触,利用级配曲线计算不同粒径颗粒的连接概率;最终依据单颗粒膜态水的迁移速率并结合颗粒间的随机接触概率,提出非饱和土膜态水的渗透系数预测模型。为验证模型的可靠性,选取其他文献中的试验数据对比模型预测结果,对比结果表明本文预测结果与文献试验结果吻合度较好,比传统统计模型表现出一定的优越性。 展开更多
关键词 非饱和土 毛细水渗流 膜态水渗流 随机连接 预测模型
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一种原位测量非饱和土的气体扩散系数和渗透系数的方法与装置
6
作者 刘红位 王孟奇 +2 位作者 詹良通 冯嵩 吴涛 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期948-958,共11页
气体扩散系数Dg和渗透系数Kg是研究非饱和土中气体运移的两个重要参数。推导了稳态条件下,非饱和土中气体运移参数的计算理论。该理论基于示踪气体浓度C与气体流量q1之间及压力梯度P与气体流量q2之间的变化规律,分别确定非饱和土的Dg,K... 气体扩散系数Dg和渗透系数Kg是研究非饱和土中气体运移的两个重要参数。推导了稳态条件下,非饱和土中气体运移参数的计算理论。该理论基于示踪气体浓度C与气体流量q1之间及压力梯度P与气体流量q2之间的变化规律,分别确定非饱和土的Dg,Kg。依据推导的理论公式,设计并研制了一种原位测量非饱和土的Dg,Kg的装置。开展土柱试验,利用新装置测量非饱和土的Dg,Kg,并采用单元试验和数值模拟验证新方法和装置的有效性。研究表明新方法测量的非饱和土的Dg,Kg与单元试验及数值模拟结果吻合良好。基于数值模拟开展的敏感性分析结果揭示:Dg测量准确度随土体的质量含水率w减少而降低,而Kg的测量准确度受含水量的影响不显著;非饱和土的Dg,Kg的测量准确度均随着注气球半径增加而降低,但是注气球半径对Kg的测量准确度的影响更为显著,当注气球半径增加到0.05 m时,其准确度约为55%;土体各向异性降低测量准确度,当竖向与水平向的气体运移参数的比值Dgv/Dgh和Kgv/Kgh均为0.1时,Dg,Kg的测量准确度仍可达到40%以上。 展开更多
关键词 非饱和土 气体扩散系数 气体渗透系数 原位测量装置 数值模拟
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准饱和细砂在圈闭气体溶解过程中渗透系数的变化
7
作者 程东会 兰盈伯 +6 位作者 袁靖 项琳 杨晓婷 乔晓英 邓林 王梓林 王庆 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-7,共7页
准饱和含水层的渗透系数会随着圈闭气体饱和度的增大而变小,但受限于试验操作和测量精度,通过传统驱替试验很难获得大量连续的圈闭气体饱和度数据,因此限制了小圈闭气体饱和度及其对应的准饱和渗透系数之间关系的准确刻画。研究设计了... 准饱和含水层的渗透系数会随着圈闭气体饱和度的增大而变小,但受限于试验操作和测量精度,通过传统驱替试验很难获得大量连续的圈闭气体饱和度数据,因此限制了小圈闭气体饱和度及其对应的准饱和渗透系数之间关系的准确刻画。研究设计了一个以氧气代替天然圈闭过程中空气的准饱和细砂圈闭气体溶解试验,通过精确测量溶解过程中水中可溶性氧和相应的渗透系数得到了大量连续的圈闭气体饱和度及其准饱和渗透系数的数据。试验结果表明,在小于5%圈闭气体饱和度的区间,圈闭气体进入到无效孔隙中,因此不影响渗透系数的大小;圈闭气体饱和度在5%~6%时会形成孔喉阻塞效应,对渗透系数的影响加剧。在此基础上,构建了预测准饱和渗透系数的van Genuchten模型。与传统Faybishenko幂律模型相比,新构建的模型很好地表征了小圈闭气体饱和度对渗透系数影响不大的特征;在其他圈闭气体饱和度时,新模型与传统模型的预测性能相当。新构建的准饱和渗透系数模型为深入研究准饱和水流和溶质运移奠定了基础。 展开更多
关键词 准饱和细砂介质 圈闭气体饱和度 渗透系数 van Genuchten模型 Faybishenko幂律模型
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饱和土体渗透系数与孔径关系初探 被引量：1
8
作者 徐用之 刘金阳 +2 位作者 许成波 罗金 任兴伟 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期67-74,共8页
土体渗透系数是研究土体固结沉降、渗透变形、溶质运移等众多工程地质和岩土工程问题的关键参数。经典的土体渗透系数预测模型通常是利用土体渗透系数与孔隙比或粒径间的关系来预测,这些模型往往可以较好地预测单一土体的土体渗透系数,... 土体渗透系数是研究土体固结沉降、渗透变形、溶质运移等众多工程地质和岩土工程问题的关键参数。经典的土体渗透系数预测模型通常是利用土体渗透系数与孔隙比或粒径间的关系来预测,这些模型往往可以较好地预测单一土体的土体渗透系数,但一般不具备普适性。通过大量的试验数据分析,指出传统的土体渗透系数预测模型不具备普适性的原因,明晰孔径特征而非孔隙比或者粒径是决定土体渗透系数的关键因素,并基于Kozeny-Carman方程,建立土体渗透系数与孔径的关系模型。该模型对于粗颗粒土和细颗粒土都具适用性,且预测精度在1个数量级内。研究结果加深了对多孔介质渗透特性的认识,并为土体渗透系数预测模型的构建提供了新的思路。 展开更多
关键词 饱和土体 渗透系数 孔径 孔隙比 比表面积
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乔木根径、含量和分布类型对根土复合体饱和渗透系数的影响
9
作者 胡兵立 苏立君 谢奇峻 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期16-25,共10页
植物根系对土体的水力特性具有重要影响,但关于乔木根系对土体饱和渗透系数的定量研究缺乏。利用自制渗透实验箱,采用定水头实验方法,针对重塑根土复合体开展不同根径(1 mm≤d≤3mm、3 mm<d≤5 mm和5 mm<d≤8 mm)及含量(根体积含... 植物根系对土体的水力特性具有重要影响,但关于乔木根系对土体饱和渗透系数的定量研究缺乏。利用自制渗透实验箱,采用定水头实验方法,针对重塑根土复合体开展不同根径(1 mm≤d≤3mm、3 mm<d≤5 mm和5 mm<d≤8 mm)及含量(根体积含量0.4%~2.4%)和根的分布类型(水平和竖直)对其饱和渗透系数影响的定量研究。结果表明,相同根径条件下,根土复合体的饱和渗透系数与根体积含量呈线性正相关关系,但随着根径的增加,该线性关系斜率不断降低;根土复合体饱和渗透系数与根表面积含量也存在显著的线性正相关关系,方差分析表明,该线性关系不受根径的影响;确定了根的不同分布类型(水平和竖直)下根表面积含量与其饱和渗透系数之间的线性关系;此外,研究发现,根竖直向分布时的根土复合体饱和渗透系数随根表面积含量的变化率是水平分布的1.8倍左右。研究结果表明,根的存在可以显著提高土体的饱和渗透系数,且根土的表面接触是影响其水力特性的根本原因。 展开更多
关键词 根土复合体 饱和渗透系数 含根量 根分布类型
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纤维和磷石膏对淤泥强度及饱和渗透系数的影响规律
10
作者 郑清松 曾佑荣 +1 位作者 刘阳光 刘红位 《水利与建筑工程学报》 2024年第2期1-6,31,共7页
为了将产生的淤泥重复利用,开展改良淤泥废土试验。以纤维和磷石膏为固化剂固化处理淤泥,进行不同养护龄期下不同掺量的纤维、磷石膏-淤泥混合土的无侧限抗压试验和渗透试验,探究不同纤维和磷石膏掺量下的力学性质以及饱和渗透系数变化... 为了将产生的淤泥重复利用,开展改良淤泥废土试验。以纤维和磷石膏为固化剂固化处理淤泥,进行不同养护龄期下不同掺量的纤维、磷石膏-淤泥混合土的无侧限抗压试验和渗透试验,探究不同纤维和磷石膏掺量下的力学性质以及饱和渗透系数变化规律。研究结果表明:聚丙烯纤维对强度的增强效果显著,且随着聚丙烯纤维掺量的增加,纤维固化淤泥土的强度逐渐提高。固化淤泥土的无侧限抗压强度随着磷石膏掺量增加呈现先增大后减小的趋势,磷石膏的最优掺量为1.84%(干重量之比)。磷石膏-固化淤泥土混合样的无侧限抗压强度随养护时间的增加而增大,14d之后趋于稳定。固化淤泥土的饱和渗透系数随着纤维和磷石膏掺量增加而提高。磷石膏-固化淤泥土饱和渗透系数随着养护龄期增加而提高,养护14d后其值趋于稳定。淤泥的饱和渗透系数均随着纤维和磷石膏掺量的增加而增加。 展开更多
关键词 淤泥 纤维 磷石膏 无侧限抗压强度 饱和渗透系数
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由土水特征曲线估算饱和冻土的渗透系数
11
作者 陈磊 张玺彦 《居业》 2024年第8期173-175,共3页
冻土的渗透系数是估算土体冻胀的关键参数,往往是由土体冻结特征曲线估算得到,而土体冻结特征曲线的获取往往较为困难。本文提出一种可由土水特征曲线估算饱和冻土渗透系数的方法。本文以兰州粉壤土和砂壤土为研究对象,首先测量了其土... 冻土的渗透系数是估算土体冻胀的关键参数,往往是由土体冻结特征曲线估算得到,而土体冻结特征曲线的获取往往较为困难。本文提出一种可由土水特征曲线估算饱和冻土渗透系数的方法。本文以兰州粉壤土和砂壤土为研究对象,首先测量了其土水特征曲线;其次借助Clapeyron方程,将土水特征曲线转换为土体冻结特征曲线;最后利用四组饱和冻土的渗透系数模型得到预测结果,并与已有实测值进行了对比,验证了该方法的有效性。该研究结果建立了非饱和土未冻土与饱和冻土之间的关系,可为研究非饱和地区和冻土地区的建设提供理论依据。 展开更多
关键词 冻土 非饱和土 土体冻结特征曲线
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考虑非饱和渗透系数随机场统计特征的库岸老滑坡稳定性分析 被引量：5
12
作者 王长虹 杜昊东 +2 位作者 柳伟 宗振邦 胡世韬 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期327-335,F0003,共10页
库岸边坡如果在历史上发生过滑坡灾害,计算所得的安全系数将略高于临界状态值1.0,仅以安全系数评价库岸老滑坡的稳定性,将导致预测结果与边坡稳定状态不相符合。提出以土水特征曲线和非饱和渗透系数为核心的水力参数联合随机(场)统计特... 库岸边坡如果在历史上发生过滑坡灾害,计算所得的安全系数将略高于临界状态值1.0,仅以安全系数评价库岸老滑坡的稳定性,将导致预测结果与边坡稳定状态不相符合。提出以土水特征曲线和非饱和渗透系数为核心的水力参数联合随机(场)统计特征为基础,建立库岸边坡稳定性的可靠度分析方法。首先根据有限的室内土水特征关系试验数据,采用贝叶斯理论校准土水特征曲线VGM、VGB、VG和FX模型参数的随机统计特征,并得到模型备选组合的概率。其次根据饱和渗透系数的随机场统计特征,联合土水特征曲线的随机统计特征,生成库岸边坡非饱和渗透系数的随机场空间分布。最后分析仅考虑土水特征曲线随机统计特征的库岸边坡稳定性失效概率,以及综合考虑非饱和渗透系数随机场统计特征的可靠指标。针对三峡库区石榴树包老滑坡在2020年强降雨和长江水位快速升降的工程背景,开展考虑渗流作用的非饱和土边坡稳定性可靠度分析。研究结果表明,虽然边坡稳定性的安全系数较低,但是可靠指标满足规范不小于2.70的要求,无需采取额外的边坡工程加固措施,建议继续开展边坡的长期健康监测。 展开更多
关键词 库岸老滑坡 土水特征曲线 非饱和渗透系数 贝叶斯方法 可靠度分析
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崩岗土壤水分特征曲线与非饱和渗透系数分析 被引量：1
13
作者 杨茂进 张越 +2 位作者 施梦璐 杨雨珂 黄炎和 《森林与环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期433-441,共9页
为探究崩岗土壤宽吸力范围(0~10 MPa)土壤水力学特性,以崩壁红土层、砂土层和碎屑层土壤为研究对象,采用压力膜仪法和滤纸法测定崩壁不同土层土壤的持水能力,用传统Van Genuchten-Mualem模型(传统VG模型)和修正Van Genuchten-Mualem模型... 为探究崩岗土壤宽吸力范围(0~10 MPa)土壤水力学特性,以崩壁红土层、砂土层和碎屑层土壤为研究对象,采用压力膜仪法和滤纸法测定崩壁不同土层土壤的持水能力,用传统Van Genuchten-Mualem模型(传统VG模型)和修正Van Genuchten-Mualem模型(修正VG模型)对土壤水分特征曲线进行拟合分析。结果表明:采用压力膜仪法和滤纸法测定的持水曲线存在交点,相交后两种方法的持水曲线趋于重合,联合两种测定方法可以获得宽吸力范围的土壤水分特征曲线。在宽吸力范围内,低吸力阶段(h<0.1 MPa),砂土层土壤的持水能力高于红土层和碎屑层土壤,而在高吸力阶段(h≥0.1 MPa),红土层土壤持水能力最高。崩壁各土层土壤水分特征曲线采用传统VG模型和修正VG模型拟合程度均较高,均方根误差均低于0.0215,纳什效率系数值和相关系数分别大于0.9266和0.8991,且修正VG模型更适合描述宽吸力范围崩壁土壤水分特征曲线。红土层、砂土层和碎屑层土壤水分特征曲线的残余值分别为:378 kPa(对应含水率为18.82%)、173 kPa(对应含水率为18.95%)和92 kPa(对应含水率为18.41%)。相对于传统VG模型,采用分段函数的形式(以残余值为拐点)更适合描述宽吸力范围崩岗土壤的非饱和导水率。 展开更多
关键词 崩岗 压力膜法 滤纸法 土壤水分特征曲线 模型评价 非饱和导水率
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干湿路径下非饱和黄土渗透特性及微观机理研究
14
作者 陈宝 罗锋 +1 位作者 尚心悦 邓荣升 《路基工程》 2024年第2期1-8,共8页
采用基于核磁共振技术的瞬时截面法开展黄土的非饱和渗透试验,研究干、湿两种不同路径下黄土的渗透特性;通过分析渗流过程中孔隙水的分布变化情况,从微观层面探讨干、湿路径下非饱和黄土的渗透机理。结果表明:在吸湿和脱湿的过程中,黄... 采用基于核磁共振技术的瞬时截面法开展黄土的非饱和渗透试验,研究干、湿两种不同路径下黄土的渗透特性;通过分析渗流过程中孔隙水的分布变化情况,从微观层面探讨干、湿路径下非饱和黄土的渗透机理。结果表明:在吸湿和脱湿的过程中,黄土渗透特性的变化规律存在较大差异,非饱和渗透系数与体积含水率的关系曲线存在一定的滞回性,饱和度较高时,吸湿路径下的非饱和渗透系数大于脱湿路径;在整个渗流过程中,孔隙内的水分迁移存在一定的主次关系,在吸湿阶段,水分优先填充孔径较小的孔隙,而在脱湿阶段,孔径较大的孔隙优先排水;孔隙水的分布是影响黄土非饱和渗透的重要因素,赋存在较大孔隙内的水分对渗透系数的影响居主导地位,而赋存在较小孔隙内的水分对土样渗透的影响则相对较小。 展开更多
关键词 黄土 核磁共振 非饱和渗透 干湿路径 微观机理
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全吸力范围非饱和持水函数和渗透性函数的预测模型
15
作者 李燕 李同录 +2 位作者 李萍 侯晓坤 赵丹旗 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期285-294,共10页
非饱和土的持水函数和渗透性函数是刻画其持水能力和水分运移的基本参数。由于物理机制不同,持水函数及渗透性函数在毛细阶段和吸附阶段的特征有显著差异。多数传统的持水和渗透性函数仅考虑了毛细阶段内,毛细水的持水和渗透特性,不能... 非饱和土的持水函数和渗透性函数是刻画其持水能力和水分运移的基本参数。由于物理机制不同,持水函数及渗透性函数在毛细阶段和吸附阶段的特征有显著差异。多数传统的持水和渗透性函数仅考虑了毛细阶段内,毛细水的持水和渗透特性,不能表征吸附阶段内吸附水的特征。为使传统函数模型在吸附阶段也适用,以传统VG持水函数和VG-M渗透性函数为基础,用修正参数C(ψ)修正VG持水函数,并以此确定非饱和土的残余值ψr,区分毛细水的毛细流动和吸附水的薄膜流动。基于薄膜流动的特点,提出参数Γ(ψ),改进了传统VG-M渗透性函数在吸附阶段内低估非饱和渗透系数这一问题,从而建立了全吸力范围的渗透性函数模型。最后用3组持水及渗透性试验结果验证修正模型的合理性,结果表明修正持水函数模型和渗透性函数模型的预测结果在吸附阶段较传统模型更符合实测结果。 展开更多
关键词 非饱和土 全吸力范围 持水曲线 渗透性曲线 薄膜流动
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基于蒸发法和联合测定仪测定土壤水分特征曲线和非饱和渗透系数的试验研究
16
作者 向峥宇 潘欢迎 +1 位作者 邓斌 刘延锋 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期210-217,共8页
为确定以蒸发法为基础设计的土壤水分特征曲线和非饱和渗透系数联合测定仪的可靠性和适用范围,选取粉黏壤土、壤土和壤砂土3种土样进行试验研究。在自然蒸发作用下,利用联合测定仪获得蒸发通量、含水量和土柱表面下方5,10 cm处的基质吸... 为确定以蒸发法为基础设计的土壤水分特征曲线和非饱和渗透系数联合测定仪的可靠性和适用范围,选取粉黏壤土、壤土和壤砂土3种土样进行试验研究。在自然蒸发作用下,利用联合测定仪获得蒸发通量、含水量和土柱表面下方5,10 cm处的基质吸力,以线性假设理论为基础处理实测数据,利用HYDRUS-1D软件进行模拟和反演,输入实测基质吸力和通量数据确定土壤水力参数,利用RETC软件对已处理数据进行VG-Mualem模型拟合。结果表明,含水率符合线性假设理论,基质吸力线性变化不是很理想,但除砂土之外的土样可以通过降低蒸发速率和缩短2次测量时间间隔来解决这个问题;试验数据的拟合效果好,与模拟结果的误差较小,试验前期所测非饱和渗透系数与模拟值误差较大,主要跟含水率接近饱和时水力梯度的精度不能得到保证有关,可以忽略这些数据来改进。使用蒸发法和联合测定仪测定土壤水分特征曲线和非饱和渗透系数具有比较好的可靠性。 展开更多
关键词 土壤水分特征曲线 非饱和渗透系数 蒸发法 线性假设理论 联合测定仪
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非饱和土中宾汉姆流体碗状渗透扩散机理
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作者 唐玮男 王林峰 +1 位作者 蒋辉 徐浪 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第30期13110-13118,共9页
钻孔灌注桩在施工过程中防止泥浆护壁浆液的过度渗透扩散对维持桩孔稳定具有重要的意义。通过考虑非饱和土体渗透系数与浆体黏性的变化规律,假设桩孔底部渗透形状为碗状渗透,建立了浆体渗透扩散模型,同时基于多孔介质流体力学原理,得到... 钻孔灌注桩在施工过程中防止泥浆护壁浆液的过度渗透扩散对维持桩孔稳定具有重要的意义。通过考虑非饱和土体渗透系数与浆体黏性的变化规律,假设桩孔底部渗透形状为碗状渗透,建立了浆体渗透扩散模型,同时基于多孔介质流体力学原理,得到了浆体渗透扩散距离的解析公式。然后对浆体渗透扩散模型进行对比验证。最后根据工程实际分析浆体渗透扩散模型的变化规律。研究表明,球状假设的扩散距离是碗状假设的2.7倍。桩孔半径由0.1 m变化到1.0 m,其渗透范围增大了2.2~2.6倍。中粗砂的含水率大于24%或基质吸力小于6 kPa时,非饱和性对渗透范围的影响在10%以下。当浆体初始黏度n p0≤25 mPa·s时,可增加浆体初始黏度n p0以控制浆体在土层中的扩散范围。此外根据不同地层的类型提出了其适用的浆体参数与浆体种类。研究结果可为控制泥浆渗透范围提供理论依据,对工程实际有指导意义。 展开更多
关键词 岩土工程 非饱和土 黏度时变性 泥浆护壁 浆液渗透扩散规律
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考虑饱和渗透系数的宽级配土渗流侵蚀过程室内试验研究 被引量：1
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作者 明华军 陈西 +2 位作者 卢晓春 田旭灿 魏康旭 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第7期183-192,共10页
【目的】宽级配土是堤防的主要填料,其在水力梯度作用下会发生内部侵蚀直至管涌破坏。渗流侵蚀过程会改变土体性质,进而影响饱和渗透系数。依据饱和渗透系数演变规律,探究土体渗流侵蚀过程,有助于工程安全性评价与渗透破坏预测防治。【... 【目的】宽级配土是堤防的主要填料,其在水力梯度作用下会发生内部侵蚀直至管涌破坏。渗流侵蚀过程会改变土体性质,进而影响饱和渗透系数。依据饱和渗透系数演变规律,探究土体渗流侵蚀过程,有助于工程安全性评价与渗透破坏预测防治。【方法】采用自制渗流侵蚀试验仪,通过逐级升高渗透水压力,开展土体侵蚀过程试验,测量饱和渗透系数和细颗粒流失量,探究级配与干密度对渗流侵蚀过程的影响。【结果】结果显示:依据饱和渗透系数演变规律,渗流侵蚀过程可分为侵蚀前期阶段、侵蚀发展阶段和侵蚀破坏阶段,从而定义了渗蚀发展临界水力梯度和渗蚀破坏临界水力梯度;宽级配土的渗蚀发展临界水力梯度与渗蚀破坏临界水力梯度均随级配参数D 15/d 85增加而减小;当细颗粒含量处于欠填状态时,渗蚀发展临界水力梯度随细颗粒含量增加而减小,渗蚀破坏临界水力梯度随细颗粒含量增加近似线性增大;当细颗粒含量处于满填状态时,两种临界水力梯度与累积细颗粒流失率均随着干密度增加而增大。【结论】可见,由于渗透侵蚀造成的饱和渗透系数变化显著地受土体级配与密实状态的影响。 展开更多
关键词 宽级配土 饱和渗透系数 渗流侵蚀 细颗粒含量 级配参数 临界水力梯度
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露天矿边坡饱和渗透系数随机场数值模型研究
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作者 张华宾 张顷顷 王来贵 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期432-439,共8页
为分析强降雨入渗及渗透系数空间变异性对闭坑露天矿边坡渗流场的影响程度,基于非饱和渗流理论和随机场理论,采用非侵入式随机方法,通过FISH语言编写非饱和区单元饱和度、渗透系数与基质吸力的修正函数,建立饱和G非饱和渗流随机场模型,... 为分析强降雨入渗及渗透系数空间变异性对闭坑露天矿边坡渗流场的影响程度,基于非饱和渗流理论和随机场理论,采用非侵入式随机方法,通过FISH语言编写非饱和区单元饱和度、渗透系数与基质吸力的修正函数,建立饱和G非饱和渗流随机场模型,开展强降雨作用的高大陡深岩质边坡渗流特征研究.研究结果表明,修正饱和G非饱和渗流随机场模型能够准确地描述露天矿边坡的降雨入渗过程.且降雨入渗主要影响到露天矿边坡浅层渗流场.随降雨持时变化,在坡面与地下水位线之间形成包围的且逐渐缩小的非饱和区.坡面最早出现暂态饱和区且厚度逐渐增加,但增幅逐渐放缓.同时坡面点孔隙水压力最早达到稳定值零,离坡面越远的点孔隙水压力达到稳定值零的用时会越长.该结论可为闭坑露天矿边坡的地质灾害风险预测提供参考意义. 展开更多
关键词 闭坑露天矿边坡 随机场 非饱和渗流 降雨入渗 FISH
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基于双环试验的仙居盆地包气带非饱和土垂向渗透系数测定及分布特征分析
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作者 蔡吴穹 李振 汪驰恒 《中文科技期刊数据库（全文版）自然科学》 2023年第1期15-19,共5页
包气带是潜水面以上地面以下的地带。也称之非饱和带。包气带的上界面为地面,它直接与大气接触,既是土壤水的蒸发面,又是流域降雨的承受面.下界面为地下水面。降雨下渗到包气带后.一部分被土壤吸收暂时储存在包气带成为土壤水,还有一部... 包气带是潜水面以上地面以下的地带。也称之非饱和带。包气带的上界面为地面,它直接与大气接触,既是土壤水的蒸发面,又是流域降雨的承受面.下界面为地下水面。降雨下渗到包气带后.一部分被土壤吸收暂时储存在包气带成为土壤水,还有一部分被转化壤中流和地下径流。包气带具有保持水分吸、收水分和传递水分的能力,因此,包气带是各种径流成分生成的重要场所,它的水分动态直接关系到各类径流成分能否形成及形成的数量大小,因此,需首先采用水量平衡原理分析包气带的水分动态变化规律[1]。同时,污染物进入包气带后,也会给生态环境和人体健康带来危害,需要进行污染的控制与修复。本文依托浙南诸河流域水资源调查评价项目,通过一系列双环渗水试验模拟大气降水下渗时不同岩性的土壤对地表水下渗的影响情况。 展开更多
关键词 仙居盆地 试坑 双环 非饱和土
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