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.     

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。     

基于孔隙尺寸的粗粒土渗透系数计算方法研究

基于颗粒极限堆积状态下的平面孔隙直径和土体粒径组成,采用颗粒随机抽样组合获得了土体各孔隙直径百分含量,并进一步得到了土体最密实和最疏松状态下孔隙直径累计分布曲线CSD-D、CSD-L。通过土体实际相对密度的线性内插方式获得了土中孔隙直径累计分布曲线CSD-R,并得到相应平均孔隙直径Dmc,根据粗粒土渗透试验结果建立了渗透系数K与Dmc关系的经验公式。研究表明:CSD-R曲线同时考虑了颗粒级配和密实度对土中孔隙尺寸分布的影响,所确定的经验公式近似满足多孔介质渗流理论中渗透系数与渗流孔隙呈二次正相关性的规律。对比相关试验结果认为,该方法具有较高准确性,适用于不均匀系数Cu7且有效粒径d109.6 mm的粗粒土渗透系数估算。     

论天然沉积砂卵石粒度分布的分形结构

根据分形几何学理论，研究了我国黄河及陕西省的石头河、冯家山古河道河床天然沉积砂卵石的粒度成分特征，发现在双对数坐标下粒度含量与粒径之间呈直线关系，表明粒度分布具有分形结构，根据直线的斜率ｂ，由公式Ｄ＝３－ｂ可求得相应的分维。计算所得的分维在２．５５～２．８７之间，并讨论了分维与粗粒土级配的关系，提出了以分维Ｄ代替不均匀系数Ｃｕ和曲率系数Ｃｃ作为表征粗粒土级配的指标     

论天然沉积砂卵石粒度分布的分形结构

根据分形几何学理论，研究了甸黄河及陕西省的石头河、河家山古河道河床天然沉积砂卵石的粒度成分特征，发现在双对数坐标下粒度含量与粒径之间呈直线关系，表明粒度分布具有分形结构，根据直线的斜率ｂ，由公式Ｄ＝３－ｂ可求得相应的分维，计算所得的分维在２．５５－２．８７之间，并讨论了分维与粗粒土级配的关系，提出了以分维Ｄ代替不均匀系数Ｃｕ和曲率系数Ｃｃ作为表征粗粒土级配的指标。     

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.     

碎石土渗透特性试验研究

碎石土渗透系数是渗流分析及边（滑）坡稳定性评价等问题的关键参数。由于碎石土具有非均质性、非连续性以及影响因素多等独特性质,研究碎石土渗透特性的困难较大。利用大型渗透仪,试验研究了碎石含量、孔隙比和颗粒级配对碎石土渗透系数的影响规律,分析了渗流前后颗粒级配变化及其对渗流特性的影响,以及碎石含量、孔隙比大小对渗流前后颗粒级配变化的影响。结果表明:碎石含量与渗透系数之间关系符合指数关系;孔隙比与渗透系数之间的关系符合多项式拟合关系;特征粒径、不均匀系数和曲率系数与渗透系数之间的关系符合线性拟合关系,颗粒级配对渗透特性的影响主要是不均匀系数和特征粒径,曲率系数影响较小;渗流前后颗粒级配的变化与水力梯度有关。     

滑坡碎石土原位渗透试验及渗透系数预测研究

滑坡碎石土渗透系数是滑坡稳定性评价和治理工程设计的重要参数之一,由于影响渗透系数的因素较多,渗透系数与各影响因素之间的相关程度和相关关系是建立渗透系数经验公式的关键。对三峡库区秭归县15个滑坡30个试验点开展了原位渗透试验和颗粒级配试验,基于Person线性相关分析法和支持向量机回归(SVR)分析法,分析了碎石含量、孔隙比、特征粒径、曲率系数、不均匀系数与渗透系数之间的相关程度及滑坡不同位置各样本之间关联关系,建立了支持向量机回归模型。结果表明:渗透系数与滑坡碎石土的影响因素指标之间线性相关性不强,基于单因素指标建立的渗透系数线性经验公式可能存在较大误差;支持向量机回归方法能够较好地反映渗透系数与因素指标之间复杂的非线性关系,渗透系数的预测结果精度较高,可以作为滑坡碎石土渗透系数的预测模型。     

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。     

宽级配砾石防渗土料的防渗抗渗特性研究

结合瀑布沟水电站、硗碛水电站等利用宽级配砾石防渗土料的工程实例,对宽级配砾石防渗土料作为高土石坝防渗体填筑材料的防渗抗渗特性进行了深入探讨,并分析了粗粒含量对砾石防渗土料的级配、击实密度、防渗特性和抗渗特性的影响,探讨了填筑密度、填筑含水率与渗透系数的关系,以及粗粒的破碎对改善土体的防渗性能的作用,提出了上坝土料的级配...     

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。     

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。     

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。     

黏性粗粒土压实特性试验研究

为研究黏性粗粒土压实特性的影响因素,采用自制大型击实仪对不同级配的黏性粗粒土进行不同击实功的击实试验。结果表明:粒径大于5 mm的砾石含量P5是影响黏性粗粒土最大干容重的重要因素,当P5的含量为40%~65%时能获得最佳压实效果;黏性粗粒土最优含水率与P5含量呈良好的线性相关关系,粗粒颗粒级配越差,颗粒越均匀,其表现的线性规律越明显;击实过程中,黏性粗粒土破碎率为30%~45%时,土样能获得最大干容重,而且土样级配越好,获得最大干容重所要求的粗粒含量降低率越小。     

缩尺方法对粗粒料密度和渗透性影响的试验研究

依据规范推荐的粗粒料超径处理方法,对最大颗粒粒径为200 mm的宽级配料进行缩尺,控制最大颗粒粒径分别为60,20 mm,获取多条模拟级配,对原始级配、模拟级配粗粒料进行最大干密度试验和渗透试验,以研究不同缩尺方法、不同最大颗粒粒径条件下,粗粒料密度和渗透性的变化规律。结果表明:对于最大干密度试验,采用同种缩尺方法获取的最大干密度随最大颗粒粒径的减小而减小,表明粗颗粒的骨架作用显著。因缩尺后的P5含量使细颗粒处于较好的填充状态,可获得较高的最大干密度,其模拟级配试验值更接近原始级配,在此原则下相似级配法和混合法优于剔除法和等量替代法。对于渗透性试验,采用同种缩尺方法处理的最大颗粒粒径较小的试样,其渗透性也较小。细粒料土(尤其是粒径小于5 mm)的含量对渗透系数起到控制作用,缩尺处理应以尽量不改变较细粒料土的含量为原则。此原则下等量替代法最适用。     

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。     

两种典型级配基土-滤层渗滤系统的颗粒流模拟

基于颗粒流理论和流固耦合效应,利用PFC^3D程序内置的FISH语言编程,建立基土-滤层渗流模型,针对具有不同级配特征的管涌型土(连续级配、间断级配),分别进行不同层间系数情况下的系列数值模拟试验,分析渗滤系统中基土、滤层及两者界面处的孔隙率、渗透率、基土流失百分量等参数随渗流作用时间的演化过程,并分析和评估渗滤系统的保土性和透水性。结果显示对应于不同级配特征的管涌土,其基土-滤层渗滤系统的层间系数值(D₁₅/d_85*)都存在一个最优范围,当层间系数值在该范围内时,由基土-滤层构成的渗滤系统沿渗流方向的透水性逐渐增大,表现出良好的保土性与透水性;连续级配特征的基土自反滤能力较强,其最优层间系数值的范围较宽,而间断级配特征的基土最优层间系数值的范围较窄。     

全、强风化砂岩填料粗细比对渗透系数影响研究

在我国西南地区广泛分布有厚度较大的全、强风化砂岩，可将其部分应用于填方工程中；影响该类填料渗透性的因素有很多，研究填料粗细比对渗透系数的影响，通过加强对水的控制，来提高填料的强度。针对不同粗细比的全、强风化砂岩击实试样进行变水头渗透试验，结果显示：当粗细比为4∶6时，不均匀系数 Cu 为45．5，曲率系数 Cc 为12．85时，渗透系数最小为1．8×10－6 cm／s 。此外，将渗透系数 k 分别与 Cu 、Cc 和 Cu Cc 进行拟合分析，结果显示：渗透系数 k 与 Cu Cc 的相关度最大，并通过拟合得到渗透系数关于不均匀系数与曲率系数的经验公式。该公式对于降低填料含水率并提高强度有重大意义，可进一步用于对填料粗细比的评价。     

细颗粒含量对极细砂渗透性的影响规律和细观机理

为探究细颗粒含量对海洋极细砂渗透性的影响规律和细观机理,采用筛分法结合激光粒度仪分析了毛里塔尼亚海岸极细砂的颗粒级配,参照颗粒级配结果在室内配置不同细颗粒含量的极细砂进行变水头渗透试验,并采用扫描电镜技术初步探讨了细颗粒含量对极细砂渗透系数的影响机理。结果表明：细颗粒含量在微细观上改变了极细砂的孔隙分布结构和整体性,从而对渗透系数产生影响;粉细砂（d=0.075~0.1mm)含量对极细砂饱和渗透系数k20的影响较小,呈线性相关,其含量（质量分数）每增加5%,k20约减小0.2×10-3cm/s;细粒（d≤0.075mm）含量对k20影响较大,呈先降低后稳定的幂函数变化规律;k20与极细砂颗粒级配状态参数（不均匀系数和曲率系数）的关系用幂函数表达更为准确。     

粗颗粒土渗透特性的试验研究

对粗颗粒土渗透特性进行了研究.通过干密度与临界坡降和渗透系数的相互关系以及细料含量与临界坡降和渗透系数的相互关系,分析粗粒土的细粒含量和试样的干密度等主要因素对渗透系数及临界坡降的影响,从而分析粗粒土的渗透特性.