（節(jié)選）港口航道與海岸工程外文翻譯--關(guān)于飽和沙中水膜的研究（譯文）

1、中文 中文 3200 字 出處： 出處：X. B. L U, Cui P. A study on water film in saturated sand[J]. International Journal of Sediment Research, 2010, 25(3):221-232.關(guān)于飽和沙中水膜的研究 關(guān)于飽和沙中水膜的研究LU X. B and CUI P摘要：水膜可以作為一種滑移的表面在緩坡上引起山體滑坡。飽和沙中水

2、膜的研究 發(fā)展是通過 quasi-three-phase 模型由數(shù)值分析和理論分析得以發(fā)展。研究發(fā) 現(xiàn)：如果在液化沙柱下抑制（choking）狀態(tài)（流體流速幾乎減少到零時）保持 穩(wěn)定，那么穩(wěn)定的水膜就開始產(chǎn)生并發(fā)展。在水膜形成后，突變可能發(fā)生在孔隙 水流速，顆粒流速和孔隙水壓力。然而，當抑制（choking）狀態(tài)發(fā)生改變的時 候，突變和水膜可能會消失。水膜形成的關(guān)鍵是由于細沙的侵蝕在沙柱中形成的 抑制（choking）作用。關(guān)鍵詞：飽和

3、沙，水膜，液化作用一、 簡介包含了隔水層的沙子中的水膜概念最先是由 Seed 提出來的，當時他是為了 解釋在地震中觀察到的山體滑坡。這個水膜可以被認為是沙石液化后山體滑坡的 滑動面。這個斜面可以在緩坡引起山體滑坡和泥石流。飽和沙中的水膜是水蓋層（water gap），歸因于沉積物的滲透能力不均勻，沉積物中的孔隙水被滲透能力 較差的土層吸收。沙粒不能夠再支撐了，他們在有效應力低于 0 的條件下懸?。⊿cott，1986），最后他

4、們終將沉淀下來，因為他們的密度比水大。由于水必須 在沙粒周圍向上流動這個事實，所以沉淀的概率是被限制（Boss and dey 2009）。 如果在可液化沙沉淀層上面成層鋪上滲透能力相對較差的土壤，那么，鋪在沉淀 層上的土壤可以限制孔隙水從中穿過。如果在沉淀層之間沒有向下排水系統(tǒng)，由 于連續(xù)行，在接觸面上水流向上運動和沙粒的沉淀必須和在液化沙面上的沉淀速 度相等（Fiegel and Kutter,1994）。因此，以水蓋層形式集

5、聚的水在接觸面上 形成。Feigel and Kutter (1994) and Malvick et al. (2008) 進行離心機震 臺實驗來展示在呈層分布的沙中水膜的形成。更近一些的實驗，Kokusho (1999) 通過使用包含無塑性淤泥沙樣品展示震動臺實驗。Kokusho 的實驗說明：水膜形 成在淤泥層下面。既然這樣，沙柱受到了模擬地震的橫向動態(tài)荷載。通過實驗對 在飽和沙的垂直柱體（包括在圓柱體中）中的水膜的形成的觀察已

6、經(jīng)由 Zhang et來(Alekseevskiy et al., 2008)。這就可以讓一開始的同種沙變成混合沙柱。 這種不均性會隨著時間和流動而加劇。被侵蝕了的沙礫團被假設是水和沙之間成 正比的速率形成，但是卻被在空隙中的細沙粒所限制。因此，問題的關(guān)鍵在于合 理的描述這些細沙的輸移和細沙對于滲透能力的影響。2.1、侵蝕關(guān)系在實驗中可知：只有當沙粒粒徑分布較大且含有細沙時才能形成水膜。這 些實驗表明細沙會被滲透水沖走。這個就導致了最

7、初空隙的變化和滲透水的渾 濁。空隙和渾濁度的改變都使得水的滲透能力發(fā)生改變。細沙沙團的輸移到水中是由于水和沙的成正比的相對速率，但是與水的滲 透流流速成反比。能夠運輸?shù)募毶硵?shù)量是有限制的(Fazli et al., 2008; Wang et al., 2008; Ghodsian and Vaghefi, 2009; Yu et al., 2009)。因此，侵蝕關(guān) 系是(Cheng et al., 2000)：在這個公式中，

8、等式的右邊第一個部分表明：細沙是如何被水流輸移的。第二個 部分表明了在滲透流中能夠沉淀下來的細沙的數(shù)量是有限的。Q 是單位體積中水 沙混合物被侵蝕的細沙量。 ρ s 是細沙的密度。u 是包含水和沙的滲透流的流速。us 是細沙的流速。T 是這個問題中的特征時間和流速，分別地， ξ ( x, t) 是孔隙率， Qc 是在 X 軸上能夠侵蝕數(shù)量 Q 的最大值。2.2、方程守恒考慮細沙的侵蝕，空隙被兩部分所充滿：一部分是從骨架