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不同粒径级砂土渗透特性试验研究
Investigation on permeability of sands with different particle sizes

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苏立君 1   张宜健 2   王铁行 2  
文摘 渗透性是砂土的重要工程性质之一,影响砂土渗透性的因素有很多,比如土体密实程度、土颗粒自身特性、流体性质等,其中孔隙率与颗粒粒径是两个重要影响因素。而以往基于混合粒径的天然砂土的研究很难分别对这两个因素进行独立的研究。基于此,首先开展了单一粒径级砂土的常水头渗透试验,分别研究了同一粒径级砂土渗透系数随孔隙率的变化和同一孔隙率下不同粒径级砂土渗透系数随均值粒径的变化规律。试验结果显示,渗透系数随着孔隙率的增加而线性增加、随均值粒径二次方的增加而线性增加,其中均值粒径的影响较大,其变化能导致渗透系数量级上的差异。在此基础上,开展了多粒径混合砂土的渗透试验,讨论了曲率系数、不均匀系数等级配参数对渗透性的影响,从而将单一粒径级的研究成果推广到天然砂土,最终拟合出渗透系数与相关影响因素的经验公式,以便工程实践参考使用。
其他语种文摘 Permeability is an important property of sand soil. Factors that influence the permeability of sand include density, particle characteristics and properties of the fluid, among which the porosity and particle size are two important ones. However, previous investigations based on natural sand with mixed particles are not able to study the two factors independently. Therefore, constant head permeability tests are firstly carried out on sand soil with single particle size fractions to study the influence of grain size and porosity on the permeability, respectively. For sand soil with the same grain size fraction, the coefficient of permeability is found to increase linearly with the increase in porosity; for sand soil with the same porosity, the coefficient of permeability is found to increase linearly with the increase in porosity the square of average particle size. Based on this, the influence of gradation characteristics on the permeability of multi-particle-size sand soil is studied to extend the results from single particle size fraction to natural sand. The results show that the coefficient of permeability of multi-particle-size sand soil increased linearly with the increase the coefficient of curvature and coefficient of uniformity. The influences of different factors also differ from each other. The change in average particle size leads to change in order of magnitude of the coefficient of permeability. Finally, an empirical equation considering all the above factors is developed for engineering practice.
来源 岩土力学 ,2014,35(5):1289-1294 【核心库】
关键词 砂土 ; 均值粒径 ; 孔隙率 ; 渗透系数
地址

1. 西安建筑科技大学, 西部建筑科技国家重点实验室(筹);;中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室, 西安, 710055  

2. 西安建筑科技大学, 西部建筑科技国家重点实验室(筹), 西安, 710055

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1000-7598
学科 建筑科学
基金 中科院重点部署项目资助 ;  国家自然科学基金
文献收藏号 CSCD:5130590

参考文献 共 11 共1页

1.  蒋彭年(译). 工程实用土力学,1960 被引 15    
2.  Pollard W S. Air diffusion through membranes in triaxial test. Journal of the Geotechnical Engineering Division,1977,103(10):1169-1173 被引 2    
3.  米切尔 J K. 岩土工程土性分析原理,1988 被引 1    
4.  刘杰. 土石坝渗流控制理论基础及工程经验教训,2006 被引 40    
5.  David Hansen. Discussion of "on the use of the Kozeny-Carman equation to predict the hydraulic conductivity of soils. Canadian Geotechnical Journal,2004,41(5):990-993 被引 3    
6.  Chapuis Robert P. Predicting the saturated hydraulic conductivity of sand and gravel using effective diameter and void ratio. Canadian Geotechnical Journal,2004,41(5):787-795 被引 14    
7.  刘杰. 土的渗透稳定与渗流控制,1992 被引 78    
8.  朱崇辉. 粗粒土的渗透特性研究[硕士学位论文],2006 被引 1    
9.  杨靖. 砂性土渗流的分形特征研究. 煤田地质与勘探,2010,38(2):42-45 被引 6    
10.  崔荣芳. 无黏性土的渗透特性及其管涌破坏机理研究[硕士学位论文],2006 被引 1    
11.  南京水利科学研究院. SL237-1999土工试验规程,1999 被引 72    
引证文献 36

1 凌华 复杂应力状态下土料三轴渗透试验 河海大学学报. 自然科学版,2017,45(5):451-456
被引 1

2 孙军杰 基于泊肃叶定律的土体渗透系数估算模型 岩石力学与工程学报,2016,35(1):150-161
被引 7

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