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C_u和曲率系数C_c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ArchimedeanCopula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。  

超径粗粒土现场干密度确定方法

对某枢纽工程坝体填筑料进行了多组相对密度试验。采用混合法对原级配料进行处理,测定系列模型级配料的最大、最小干密度。采用延伸法推求实际级配的最大、最小干密度过程中,充分考虑级配料干密度上、下边界值的影响,并按设计压实度标准换算出现场控制干密度。  

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。  

考虑颗粒形状的粗粒土渗透特性试验研究

粗粒土的渗透特性与物质成分、颗粒级配、颗粒形状、密实度等因素相关。通过室内垂直渗透试验，探讨了土体颗粒形状、颗粒级配和试样密实度对粗粒土渗透系数的影响。九组正交试验结果的极差及方差分析表明，级配对渗透性的影响最大；两组颗粒形状对比分析试验结果表明，试样渗透系数随着颗粒球形度增大而增大。通过对试验结果反映的渗透特性进行分析，总结了以渗透系数作为变量的临界水力梯度估算公式。  

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。  

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。  

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Cu<7且有效粒径d10<9.6 mm的粗粒土渗透系数估算.  

粗粒土卸载－再加载变形特性的研究

计算坝体卸载及再加载时的变形在设计中是一个有待研究的重要问题。文中首先分析粗粒土卸载再加载条件下的强度－变形特性，进而讨论了卸载－再加载变形模量确定的常规方法和改进，并将拉德－邓肯模型修正后用于再加载应力－应变的弹塑性分析。结果表明，对卸载和再加载条件下变形的弹塑性分析，采用修正的拉德－邓肯模型是适宜的。