粗粒土孔隙比及级配参数与渗透系数概率的相关性研究

孔隙比和颗粒级配是粗粒土渗流力学特性的重要影响因素。利用Copula理论适合建立多个非独立变量间联合分布函数的优点,以渗透试验成果为数据基础,构造了反映粗粒土渗透系数k、孔隙比e、级配不均匀系数Cu和曲率系数Cc间相关关系的四维最优Archimedean Copula函数(即Nelsen No 13,四维单参数对称Archimedean Copula函数)。利用构造的最优四维Copula函数求条件概率,便可得到粗粒土渗透系数估值的保证率,或者计算在一定保证率条件下的渗透系数。通过比较渗透系数试验值与Copula函数法、Terzaghi法及Hazen法计算值,阐述了Copula理论用于粗粒土渗透参数估值的可靠性。     

基于GA-BP神经网络的粗粒土渗透系数预测

针对粗粒土渗透性能受颗粒级配、密实程度等因素影响而呈现明显差异,提出一种粗粒土渗透系数预测方法。收集并整理得到93组粗粒土数据,以全级配(d₁₀~d₁₀₀)和孔隙比作为BP神经网络的输入变量,利用遗传算法优化BP神经网络的初始权值与阀值,构建基于BP神经网络和遗传算法的粗粒土渗透系数预测模型。结果表明:该GA-BP神经网络经过55次迭代之后精度满足要求;87组训练样本预测结果的平均相对误差为5.10%,其中有75%的样本相对误差小于平均相对误差;6组检测样本预测结果的平均相对误差为6.39%,该网络模型泛化性能良好。采用GA-BP神经网络,由全级配和孔隙比能较好地预测粗粒土的渗透系数,且收敛速度、预测精度及泛化性能均优于标准的BP神经网络模型。     

粗粒土渗透系数影响因素试验研究

粗粒土的渗透系数大小与土体类型、物质成分、颗粒级配、颗粒形状、密实度等因素相关.通过室内试验研究了土体颗粒形状、颗粒级配和试样密实度对粗粒土渗透系数的影响.采用正交法设计了9组常水头渗透试验,通过对试验结果进行极差及方差分析,确定了渗透系数随3种影响因素的变化情况.试验结果表明,渗透系数随颗粒级配特征值d20和曲率系数的增大而增大,随干密度的增大而减小,随颗粒球形度的增大而减小.     

无粘性粗粒土渗透系数的近似计算

无粘性粗粒土的渗透规律很复杂，只有在细粒含量较多，水力坡降较小时才能满足达西定律。栈析了影响无粘性粗粒土渗透系数的若干因素，并对现有的计算无粘性粗粒土渗透系数的经验公式进行了分析补充。     

粗粒土的颗粒级配对渗透系数的影响规律研究

通过对不同级配粗粒土的渗透试验研究和相关性分析，指出粗粒士的渗透系数与反映其颗粒级配特征的不均匀系数和曲率系数存在较大的相关性，并以太沙基公式为例，将原有公式修正为与级配参数相关的函数表达式，从而体现出粗粒土渗透系数与级配特征的关系，为粗粒土的工程特性进行了有益的进一步探索性研究。     

无黏性粗粒土在水利工程中渗透系数试验方法研究

渗透系数是水利工程渗流分析中最基本的、也是非常重要的计算参数,能否通过试验准确地获取是至关重要的.通过分析无黏性粗粒土渗透系数获取的试验原理、方法、试验中应注意的问题以及试验得到的渗透系数与实际土体渗透系数之间的关系,并以实际工程为例,验证了对渗透系数试验方法论述的合理性,以期为水利工程中渗透系数的获取提供经验参考和技...     

无粘性粗粒土的渗透试验研究

无粘性粗粒土颗粒组成具有较大分散性特点,其渗透系数受颗粒组成影响较大.为了探寻无粘性粗粒土级配对渗透系数的影响,通过室内试验方法进行不同级配的无粘性粗粒土渗透试验研究,试验结果表明,无粘性粗粒土渗透系数与其颗粒级配具有相关性.以太沙基公式为例,将原有公式修正为与级配参数相关的函数表达式,从而体现出无粘性粗粒土渗透系数与级配的关系,为无粘性粗粒土的工程特性进行了有益的探索.     

压缩过程中粗粒土渗透性变化的试验分析

为了研究影响粗粒土渗透系数大小的因素,采用实际工程用砂,通过不同条件下室内渗透试验,分别研究了粗粒土的粒径大小、干容重及相对密实度对渗透系数的影响。结果表明:对于同一粒度成分的粗粒土而言,其渗透系数随干容重的增加而减小,随相对密实度的增加而减小;在粗砂粒范围内,渗透系数随均值粒径的增大而快速增大;在细砾土粒径范围时,渗透系数随均值粒径增大的现象不显著。研究结果表明压缩作用使砂粒土渗透系数的减小较为显著,而对细砾土渗透系数的影响不明显。     

黄河公伯峡水电站工程粗粒土的施工特性

分析了公伯峡水电站粗粒土施工中的集料级配、含水率、碾压机构、铺土厚度、碾压遍数等因素对压实的影响，提出对集料进行掺配、加水以及调节碾压机械振幅、振动频率等碾压施工技术措施。     

土石坝固结计算中渗透系数的取值问题

土石坝坝体和坝基的固结速度及其稳定性，与坝体和坝基土的渗透系数的大小有密切关系。由试验资料的分析可知，在固结过程中土的渗透系数是变化的．其变化幅度可达两个数量级，因此在土石坝的固结计算中必须考虑渗透系数变化对固结的影响，通常的方法是取固结前后渗透系数的平均值作为渗透系数的计算值，也就是认为在土的固结中渗透系数是按直线变化的。但是由试验表明，在土的固结过程中渗透系数的变化并非是线性的，因此这种方法仍然存在较大的误差。较精确的计算方法应该是将固结的计算时间划分为几个时段，在每个时段内渗透系数为一常量，等于前一计算时段本的渗透系数。这种计算方法虽然具有较高的精度，但计算工作量也随之增大。为了使计算工作量不致增大，而同时又使计算结果具有足够的精度，本文提出等效渗透系数法。通过计算比较，按等效渗透系数法计算的结果与按精确方法计算的结果极其接近。     

分段法确定无粘性超粒径粗粒土最大干密度

将无粘性超径粗粒土的级配分为两部分，即粗粒部分和细粒部分，并将粗粒部分按相似原理缩尺到试验仪器允许的范围，对两部分分别测定其最大干密度，然后按两者的不同含量，从粗颗粒料及细颗粒料的结构性质出发，提出相应的公式，以推求其原型级配的最大干密度。     

大埋深粗粒土勘察及物理力学特性试验研究

随着我国大量的水利水电工程开工建设,良好的基岩坝基逐渐减少,不得不在深厚覆盖层地基上建设大坝,因此,深厚覆盖层地基的勘测是首先需要解决的问题。通过开挖后现场原位试验论证了大埋深下粗粒土物理力学特性。总结了大埋深下粗粒土勘察,统计分析了现场原位试验中干密度、平均粒径与土体承载力、变形模量、凝聚力之间的关系以及渗透系数与临界坡降之间的关系;通过对现场原位试验与室内试验结果进行对比研究,找出了室内试验凝聚力、内摩擦角、破坏及临界坡降值估算与原位试验对应值的统计规律。这些试验研究成果有助于提高深厚覆盖层的勘测工作效率,具有较大的工程应用价值。     

非饱和土的渗透系数

非饱和土的渗透系数是分析水分和物质迁移的重要参数,直接测量非饱和土渗透系数的代价较高,且直接测量的精度较差,因此间接估算非饱和土渗透系数成为很好的选择。分形理论适合用来描述多孔介质的结构和透水性。本文建立了土体孔隙分布的分形模型,导出用分维和进气值表示的水分特征曲线和渗透系数的理论表达式。与实验结果的比较表明,用分形模型计算得到的水分特征曲线和渗透系数与试验结果一致。     

无粘性粗颗粒土的渗透性研究

影响无粘性粗颗粒土渗透性的因素有很多，其中孔隙比是其中的主要因素。为了研究影响无粘性粗颗粒土渗透系数的因素，利用某土石坝的3种材料，进行了在6种不同级配情况下的12组大型常水头渗透试验，探讨了颗粒大小、不均匀系数Cu和曲率系数Cc、孔隙比与粗颗粒土渗透性的关系，建立了3种材料渗透系数和孔隙比之间的线性关系。     

粗粒土淤堵模式判别及最优淤堵粒径区间确定

以高原水库坝基松散介质为研究对象,对粒径区间为8~16mm、4~8mm、2~4mm、1~2mm及0.5~1mm的5种样品进行了室内淤堵模拟试验。依据试验结果,提出表层堆积淤堵、内部堵塞以及不淤堵3种模式,其中内部堵塞又分为内部部分孔隙堵塞和表面-内部双重淤堵两种类型,且以表层-内部双重淤堵模式下产生的淤堵效果最佳;得出等效粒径判别法和有效孔隙直径判别法两种粗粒土淤堵模式的判别方法;提出了“特征孔径”的概念,并结合有效孔隙直径判别法,得出5组不同粒径区间材料的特征孔径;将产生表层-内部双重淤堵模式下的粒径区间作为最优淤堵粒径区间,与室内试验中淤堵效果最佳的添加颗粒粒径区间对比,说明有效孔隙直径判别法可直接确定产生最佳淤堵效果的颗粒粒径。     

疏浚土免烧法制备组骨料及其性能研究

以太湖疏浚土为原料,采用免烧法工艺制备小粒径(<12mm)免烧裹壳骨料(WSLAs)。在WSLAs的基础上,通过黏结、裹壳工艺制备免烧粗骨料(UCLAs)。以20～25mm UCLAs为研究对象,探究了WSLAs级配对UCLAs密度、粒径分布、颗粒强度的影响。依据GB/T 14685-2011对UCLAs的堆积密度、吸水率、筒压强度、压碎值、抗冻性、耐盐性等性能进行测试,并与天然粗骨料(NCAs)做性能对比。结果表明,WSLAs的最优级配为:1～3mm 10%、3～5mm 25%、5～8mm 50%、8～12mm 15%。在该WSLAs级配下制备高性能UCLAs的密度、颗粒强度分别为1.644g/cm3、2.75MPa。同时,UCLAs内部结构稳定、壳层结构密实,使得其吸水率仅为1.89%,从而表现出与NCAs相当的耐久性能,二者经25次抗冻融循环、25d盐溶液侵蚀均无质量损失。UCLAs的压碎值为18.6%,与NCAs的压碎值9.5%相比较高,但符合GB/T 14685-2011对Ⅱ类粗骨料的要求,可应用于建筑混凝土中起骨架支撑作用。     

大粒径粗粒土极限密度的模型规律及其应用

结合大型土石坝工程的设计与施工控制,应用级配模拟外推法和基底物理模型校正法,对大粒径无粘性粗粒土极限密度(最大、最小密度)的模型规律进行了系统的试验研究,提出了可供实用的计算模式和一整套技术程序。为60年前太沙基提出的控制沙土压实的相对密度理论在该领域的开拓应用,提供了新的科学依据,填补了近50年来该领域的空白。