（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(shí)）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(dāng)抑制（choking）狀態(tài)發(fā)生改變的時(shí) 候，突變和水膜可能會(huì)消失。水膜形成的關(guān)鍵是由于細(xì)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(jiǎn)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(dāng)時(shí)他是為了 解釋在地震中觀察到的山體滑坡。這個(gè)水膜可以被認(rèn)為是沙石液化后山體滑坡的 滑動(dòng)面。這個(gè)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?cè)谟行?yīng)力低于 0 的條件下懸?。⊿cott，1986），最后他

4、們終將沉淀下來，因?yàn)樗麄兊拿芏缺人?。由于水必?在沙粒周圍向上流動(dòng)這個(gè)事實(shí)，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(duì)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(yùn)動(dòng)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(jìn)行離心機(jī)震 臺(tái)實(shí)驗(yàn)來展示在呈層分布的沙中水膜的形成。更近一些的實(shí)驗(yàn)，Kokusho (1999) 通過使用包含無塑性淤泥沙樣品展示震動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)。Kokusho 的實(shí)驗(yàn)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(dòng)態(tài)荷載。通過實(shí)驗(yàn)對(duì) 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(huì)隨著時(shí)間和流動(dòng)而加劇。被侵蝕了的沙礫團(tuán)被假設(shè)是水和沙之間成 正比的速率形成，但是卻被在空隙中的細(xì)沙粒所限制。因此，問題的關(guān)鍵在于合 理的描述這些細(xì)沙的輸移和細(xì)沙對(duì)于滲透能力的影響。2.1、侵蝕關(guān)系在實(shí)驗(yàn)中可知：只有當(dāng)沙粒粒徑分布較大且含有細(xì)沙時(shí)才能形成水膜。這 些實(shí)驗(yàn)表明細(xì)沙會(huì)被滲透水沖走。這個(gè)就導(dǎo)致了最

7、初空隙的變化和滲透水的渾 濁?？障逗蜏啙岫鹊母淖兌际沟盟臐B透能力發(fā)生改變。細(xì)沙沙團(tuán)的輸移到水中是由于水和沙的成正比的相對(duì)速率，但是與水的滲 透流流速成反比。能夠運(yùn)輸?shù)募?xì)沙數(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(gè)公式中，

8、等式的右邊第一個(gè)部分表明：細(xì)沙是如何被水流輸移的。第二個(gè) 部分表明了在滲透流中能夠沉淀下來的細(xì)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(xì)沙量。 ρ s 是細(xì)沙的密度。u 是包含水和沙的滲透流的流速。us 是細(xì)沙的流速。T 是這個(gè)問題中的特征時(shí)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(xì)沙的侵蝕，空隙被兩部分所充滿：一部分是從骨架