發(fā)布時(shí)間：2021-10-05 15:45

　　粗粒土廣泛應(yīng)用于土石壩工程和道路工程,其滲流特性關(guān)系到工程的穩(wěn)定性和安全性,滲透系數(shù)是衡量其滲流特性的基本參數(shù),其中級(jí)配是影響滲流的關(guān)鍵影響因素。為研究級(jí)配對(duì)粗粒土滲透系數(shù)的影響,基于已有研究的滲透試驗(yàn)成果,采用連續(xù)級(jí)配方程對(duì)級(jí)配連粗粒土試驗(yàn)級(jí)配進(jìn)行定量描述,研究級(jí)配與滲透系數(shù)的關(guān)系,建立了考慮級(jí)配曲線面積的滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式,并用現(xiàn)有其它文獻(xiàn)的滲透試驗(yàn)成果驗(yàn)證所建立公式的適用性。結(jié)果表明,采用連續(xù)級(jí)配方程可以較好地定量描述級(jí)配連續(xù)粗粒土的級(jí)配曲線;基于級(jí)配面積建立的滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式適用于不同最大粒徑及不同級(jí)配的粗粒土。 

【文章來源】：巖土工程學(xué)報(bào). 2020,42(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同P5含量試驗(yàn)級(jí)配曲線及擬合級(jí)配曲線

強(qiáng)的適用性。2滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式的建立在前文基礎(chǔ)上，進(jìn)一步尋找粗粒土級(jí)配與滲透系數(shù)關(guān)系，并建立描述滲透系數(shù)與級(jí)配之間的經(jīng)驗(yàn)公式。表2給出了不同P5含量的礫石土的滲透系數(shù)以及相應(yīng)的連續(xù)級(jí)配方程級(jí)配參數(shù)。將表2中的級(jí)配參數(shù)與滲透系數(shù)進(jìn)行對(duì)比可以看出，級(jí)配參數(shù)m和b與滲透系數(shù)k關(guān)系比較復(fù)雜，m和b先增大后減小，而滲透系數(shù)不斷增大，因此定量描述級(jí)配參數(shù)和滲透系數(shù)的關(guān)系有一定難度。郭萬里[24]提出了級(jí)配曲線面積的概念，即最大粒徑線、級(jí)配曲線、橫坐標(biāo)軸和d=dk圍成的面積（如圖2所示）。從圖1也可以看出，如果采用級(jí)配曲線面積表示級(jí)配的影響，可以減小試驗(yàn)級(jí)配曲線相對(duì)于擬合級(jí)配曲線的上下波動(dòng)而不能完全重合的差異，即采用級(jí)配方程擬合得到的級(jí)配曲線面積表示試驗(yàn)級(jí)配曲線面積的差異性較�；谝陨峡紤]，本文采用級(jí)配曲線面積研究粗粒土的滲透系數(shù)。郭萬里[28]基于連續(xù)級(jí)配方程（1）推導(dǎo)級(jí)配曲線面積S的計(jì)算公式為ln(1)ln(1)ln10kbbSmb，(2)其中，max1(1)()mkkbddb，(3)式中，m，b為級(jí)配參數(shù)，dmax為級(jí)配最大粒徑，dk為級(jí)配面積計(jì)算時(shí)取的最小顆粒粒徑，k為顆粒粒徑為dk時(shí)顆粒含量。郭萬里[28]研究表明，將顆粒含量為0.1%對(duì)應(yīng)的粒徑作為dk比較符合土體粒徑分布實(shí)際情況，即取為k為0.1%。圖2級(jí)配曲線面積SFig.2Areasofgradationcurves運(yùn)用級(jí)配面積計(jì)算公式（2），求出各個(gè)級(jí)配的級(jí)配曲線面積S，計(jì)算結(jié)果如表3所示。表3不同礫石含量級(jí)配曲線面積與滲透系數(shù)擬合值Table3Areasofgradationcurvewithdifferentgravelcontentsand.fittingvaluesofpermeabilitycoefficients礫石含量/%級(jí)

1574巖土工程學(xué)報(bào)2020年因此，實(shí)測滲透系數(shù)和擬合滲透系數(shù)存在一定偏差。進(jìn)一步，將經(jīng)驗(yàn)公式擬合的滲透系數(shù)與文獻(xiàn)[2]中試驗(yàn)實(shí)測的滲透系數(shù)進(jìn)行對(duì)比，如圖3所示。從圖3可知，整體擬合效果而言，筆者所建立的經(jīng)驗(yàn)公式整體上有一定適用性，具體適用性將在后文進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。圖3文獻(xiàn)[2]滲透系數(shù)的實(shí)測值和預(yù)測值與級(jí)配面積間關(guān)系Fig.3MeasuredandpredictedvaluesofpermeabilitycoefficientwithareaofgradationcurveinLiterature23滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式的驗(yàn)證針對(duì)上一節(jié)所提出滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式，本節(jié)分別利用文獻(xiàn)[3，5，9]中的滲透試驗(yàn)成果進(jìn)一步驗(yàn)證其適用性。為了驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)不同最大粒徑粗粒土的適用性，采用的驗(yàn)證文獻(xiàn)[3]、文獻(xiàn)[5]和文獻(xiàn)[9]中進(jìn)行滲透試驗(yàn)時(shí)采用的最大粒徑分別為20，40，60mm。需要強(qiáng)調(diào)的是，文獻(xiàn)[3，5，9]滲透試驗(yàn)均主要研究級(jí)配對(duì)滲透系數(shù)的影響，因此，孔隙比等影響滲透系數(shù)的其他參數(shù)均各自保持一致，同時(shí)本文也僅限于研究連續(xù)級(jí)配的粗粒土。文獻(xiàn)所采用試驗(yàn)土料和試驗(yàn)方法等詳細(xì)信息，本節(jié)不再贅述。本節(jié)的研究過程及研究方法為：先采用連續(xù)級(jí)配方程對(duì)文獻(xiàn)的試驗(yàn)級(jí)配曲線進(jìn)行擬合，得到相應(yīng)的級(jí)配參數(shù)m和b的值；再通過公式（3）求出相應(yīng)的級(jí)配曲線面積S；接著，基于本文建立的滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式（4）對(duì)文獻(xiàn)中滲透試驗(yàn)的實(shí)測滲透系數(shù)進(jìn)行擬合，將滲透系數(shù)實(shí)測值和本節(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式擬合值進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)相應(yīng)的擬合效果來驗(yàn)證滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式的適用性。文獻(xiàn)[3，5，9]試驗(yàn)級(jí)配曲線的擬合參數(shù)級(jí)配m和b以及級(jí)配曲線面積S的具體結(jié)果如表4所示。其中，文獻(xiàn)[3]中的擬合參數(shù)a，f和c的值分別為-11.38，7.08和-5.31，文獻(xiàn)[5]中的

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3420056