颗粒形状对粗粒土渗透特性影响的研究

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1、分类号密级UDC编号硕士学位论文颗粒形状对粗粒土渗透特性影响的研究学位申请人姓名:彭家奕奕申请学位学科专业:岩土工程程指导教师姓名:张家发教高高2017年06月硕士学位论文颗粒形状对粗粒土渗透特性影响的研究论文作者：彭家奕指导教师：张家发教高学科专业：岩土工程研究方向：渗流与地下水环境长江科学院二零一七年六月StudyontheEffectofParticleShapeonthePermeabilityofCoarse-grainedSoilAThesisSubmittedinPartialFulfillmentofth

2、eRequirementFortheMasterDegreeofEngineeringByPengJiayiChangjiangRiverScientificResearchInstituteSupervisor:ZhangJiafaAcademicTitle:ProfessorJune,2017摘要多孔介质是指内部含有许多相互连通孔洞的固体体系，液体在多孔介质中的流动称为渗流，其渗透特性取决于孔隙结构和通过流体的性质。粗粒土作为典型的多孔介质，渗透特性受与孔隙结构有关的级配、孔隙率、颗粒形状等因素的影响，相比于其它因素

3、，对颗粒形状的关注度较少，已有研究的规律不足以达成共识。本文的试样为粗粒土，选取规则形状的人造颗粒物材料堆积体作对照，使用圆形度作为评定颗粒形状的指标，比表面积作为表征孔隙结构的参数，并研究了圆形度与孔隙比表面积之间的关系；通过对试样进行渗透试验，获取了颗粒形状对粗粒土渗透特性影响的规律，通过试样孔隙中水流运动的模拟解释这一规律的产生机理。本文的主要创新点及结论如下：（1）提出CT图像三维重建模型与扫描试样的孔隙率是否相等可作为CT图像分割合理性的判断依据，在此基础上建立的测量已知孔隙率的多孔介质孔隙比表面积的新方法合理

4、且操作简单，具有优越性。（2）在相同级配、孔隙率的条件下，粗粒土孔隙的比表面积随圆形度的增加而减小，渗透系数与圆形度成指数正相关关系，并随孔隙比表面积的增加而减小。（3）在相同级配、孔隙率的条件下，圆形度小的颗粒多孔介质中的水流流场更复杂，流线迂曲度较大，水的能量耗散更大，宏观表现为渗透系数较小，渗透性弱。关键词：颗粒形状；圆形度；渗透系数；比表面积；孔隙结构；水流运动IABSTRACTPorousmediaisasolidsystemcontainingmanyinterconnectedpores,andtheflo

5、wofliquidinporousmediaiscalledpercolation.Itspermeabilitydependsontheporestructureandthenatureofthefluid.Asatypicalporousmedium,thepermeabilityofcoarse-grainedsoilisaffectedbyporesizedistribution,porosity,particleshapeandotherfactors.Comparedwithotherfactors,ther

6、eislessattentiontotheshapeofparticles.Theexistingresearchrulesaren