| 基于土颗粒级配预测非饱和渗透系数函数的物理方法 |
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| 引用本文： | 张昭,程靖轩,刘奉银,齐吉琳,柴军瑞,李会勇.基于土颗粒级配预测非饱和渗透系数函数的物理方法[J].岩土力学,2019(2):549-560. |
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| 作者姓名： | 张昭 程靖轩 刘奉银 齐吉琳 柴军瑞 李会勇 |
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| 作者单位： | 西安理工大学岩土工程研究所;北京建筑大学土木与交通工程学院;西安理工大学省部共建西北旱区生态水利工程国家重点实验室;中国水电基础局有限公司 |
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| 摘 要： | 针对非饱和渗透系数函数研究中引入未知经验参数会降低预测可靠度的问题,对土样颗粒级配曲线上划分的粒组分别构建形如立方体的天然土颗粒集合体与理想球体颗粒集合体。通过分析两者的几何特征和物理性质,提出计算土孔隙半径的理论表达式;将每个粒组对应的孔隙简化为理想圆柱形孔隙,基于天然土孔隙与理想孔隙内水分流量的相似关系,结合Hagen-Poiseuille公式,构建预测非饱和渗透系数函数的物理方法。依据非饱和土水力特性数据库UNSODA中8个典型土样的持水试验结果验证了孔隙半径表达式在表征土孔径分布时的合理性。结合该数据库及已有文献中26个土样的非饱和渗透试验结果对物理方法进行了验证,通过计算非饱和渗透系数预测值与其实测值之间的相关系数发现其在0.703～0.999范围内变化,并对土样非饱和渗透系数与体积含水率关系的形态和吻合度描述较好,为研究土的非饱和渗透特性提供了一种无需引入未知经验参数的新方法。
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| 关 键 词： | 非饱和渗透系数函数 土颗粒级配 孔隙半径 流量相似性 |
Physical approach to predict unsaturated permeability function based on soil particle size distribution |
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