变形对非饱和土渗透系数影响规律模拟研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2010／18(1)一0132·08变形对非饱和土渗透系数影响规律模拟研究张雪东赵成刚刘艳(北京交通大学土木建筑工程学院北京100044)摘要渗透系数是非饱和土渗流分析中最重要的参数。本文以概率、统计理论为基础，结合流体力学的基本方程，建立了一个能够考虑孔隙结构影响的饱和土渗透系数计算模型，而后结合Mualeum(1976)的相对渗透系数模型以及Assouline(2006)提出并验证的孔隙结构参数随变形的变化规

2、律，模拟了变形对非饱和土渗透系数的影响，通过和试验数据以及已有的模型对比。关键词非饱和土渗透系数孔隙结构概率论统计学变形中图分类号：p642．1文献标识码：APRoBABILITYBASEDMoDELFoRINFLUENCEoFDEFoRMATIoNoNHYDRAULICCoNDUCTIVITYFUNCTIoNoFUNSATURATEDSoILSZHANGXuedongZHAOChenggangLIUYan(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，Beiji

3、ngJiaotongz如e，BeO'ing1o0044)AbstractThehydraulicconductivityfunctionisthekeyparameterintheseepageanalysisofunsaturatedsoil．Basedonthefoundationalequationoffluidmechanicsandthetheoryofprobabilityandstatistics，thispaperpropo—sesatheoreticalmodeIforsatur

4、atedpermeabilityfunction．ThismodeIcantaketheinfluenceofsolIstructureintoaccount．ItiscombinedwiththeMualeum(1976)relativepermeabilityfunctionmodel，togetherwiththevariationlawofthestructuralparametersduringdeformationproposedbyAssouline(2006)．Theinfluen

5、ceofdeformationonunsaturatedpermeabilityfunctionismodeled．Thepapercomparestheexperimentalresultsandsomeavailablemod．elsandthepresentmode1．Thepresentmodelcanimprovethepredictionprecisionwithoutanyincreaseofexperi．mentalworkload．Thenecessitiesofapplying

6、statistictheoryintosoilmechanicsisalsodiscussedintheendofthepaper·KeywordsHydraulicconductivityfunction，Porestructure，Theoryofprobability，Theoryofstatistics，Deformation境岩土工程研究的热点问题之一，许多工程，如天然1引言边坡在连续长时间降雨时失稳破坏；填埋场污染物在压实粘土层中的运移过程；土坝建造后在水库蓄非饱和土中的渗流分析是目前

7、岩土工程以及环水过程中的安全性以及在运行过程中受环境变化的$收稿日期：2009—08—27；收到修改稿日期：2009一l1—16．基金项目：国家重点基础发展研究计划项目(973)(~：2010CB732100)、国家自然科学基金(编号：50778013)；北京市自然科学基金(编号：8082020)．第一作者简介：张雪东，博士研究生，主要从事非饱和土方面的研究．Email：zxerdo@gmail．tom18(1)张雪东等：变形对非饱和土渗透系数影响规律模拟研究133影响；地下水位的上升造成建筑物承

8、载力的减小和化规律，得到了能够计算不同密实状态的HCF的计膨胀土浸湿引起的地面隆起，都会涉及到非饱和土算模型。该模型的饱和渗透系数与相对渗透系数的的渗流，而非饱和土的渗透系数(Thehydrauliccon—表达式都能够反映孔隙结构的影响，且在这两个的ductivityfunction，缩写为“HCF”，下文用“HCF”表表达式中，那些反映孔隙结构的参数，以及这些参数示)，则是进行渗流分析的最关键的参数。随变形的变化规律完全相同，因此不会增加原有模现有的HCF计算模型大都假定土不可