基于隨機場理論的單裂隙非飽和滲透系數研究.pdf

1、膨脹土在我國二十多個省份都有發(fā)現，其中主要分布在河南、廣西和湖北等省份。因為膨脹土遇水膨脹失水收縮，因此它極易發(fā)育裂隙。裂隙可誘發(fā)邊坡失穩(wěn)、基坑坍塌等工程事故。其主要原因是裂隙的存在使得降雨入滲，造成承載力降低。為了給工程設計和地質災害評估提供良好的依據，對于土體抑或巖體中裂隙的水力特性進行研究是很有必要的。
　　裂隙的非飽和水力特性主要包括持水曲線和滲透系數曲線兩部分。本文主要從理論分析和試驗量測兩個方面對單裂隙飽和-非飽和滲透

2、系數進行了深入的研究，同時也發(fā)展了一種考慮圈閉效應的數值方法。
　　數值方法方面，運用隨機場數據生成方法生成服從一定隨機場參數的裂隙開度數據，然后利用毛細定律并考慮圈閉效應，得到了隨機單裂隙的持水曲線和滲透系數曲線。并將程序得到的持水曲線與相同開度分布參數的單裂隙試驗結果進行了對比，對比發(fā)現圈閉效應較好的解釋了試驗得到的持水曲線有較大殘余含水量的問題。
　　理論分析方面，建立了裂隙開度的隨機場模型；并求解了隨機單裂隙飽和-非

3、飽和滲透系數的上限解和下限解；同時研究了裂隙開度分布隨機場參數對單裂隙滲透系數的影響。研究發(fā)現單裂隙飽和滲透系數在兩種極限工況條件下都受裂隙開度均值的影響最大；兩種工況條件下滲透系數開始出現下降時對應的基質吸力都取決于裂隙所能取得的最大開度值；裂隙離散尺寸越大，滲透系數下降段的斜率越大。
　　試驗儀器方面，研制了進氣值較高、滲透系數較大的新型毛細柵欄。該毛細柵欄的飽和滲透系數為1.80×10-3m/s，進氣值為0.55 kPa。<