[发明专利]一种利用柱状实验确定粘性土体渗透性能的方法

权利要求书

1.一种利用柱状实验确定粘性土体渗透性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，根据原状粘性土体柱状实验原始数据获取土水混合物与上清水交界面高度h₁和沉降时间T₁，记(T_1i，h_1i)为第i个测点，其中i为大于0的自然数，执行步骤S2；

S2，通过测量原状粘性土体获取原状粘性土体的初始孔隙比，记为v₀₁＝e₀₁+1，通过原状粘性土体柱状实验获取原状粘性土体的初始高度，记为H₀₁，其中下标0表征初始值，下标1表示原状粘性土体，执行步骤S3；

S3，通过改变部分原状粘性土体的松散情况得到初始高度和初始孔隙比分别为H₀₂和v₀₂＝e₀₂+1的配合粘性土体，下标2表示配合粘性土体，执行步骤S4；

S4，重复步骤S3，并记录土水混合物与上清水交界面高度h₂和沉降时间T₂；记(T_2j，h_2j)为第j个测点，其中j为大于0的自然数，执行步骤S5；

S5，对高度h₁以及高度h₂进行归一化处理，得到归一化后的高度H_i(j)，对沉降时间T₁以及沉降时间T₂取对数，联合归一化后的高度H_i(j)，得到新的原状粘性土体和配合粘性土体的柱状实验数据，即(log(T_1i)，H_1i)和(log(T_2j)，H_2j)，执行步骤S6；

S6，将新的原状粘性土体和配合粘性土体的柱状实验数据绘制于坐标图中，其中水平轴为时间对数(log(T_i(j)))，竖直轴为归一化高度(H_i(j))，得到时间对数与归一化高度的水平距离Δx，执行步骤S7；

S7，根据两曲线理论距离得到渗透性能本构关系的拟定常数P的理论解析式，即：

2.根据权利要求1所述的一种利用柱状实验确定粘性土体渗透性能的方法，其特征在于，所述步骤S4中，配合粘性土体满足关系式：

式中，下标0表征初始值，下标1表示原状粘性土体，下标2表示配合粘性土体，H₀₁为原状粘性土体的初始高度，H₀₂为配合粘性土体的初始高度，常数D为粘性土体压缩性能本构关系的参数。

3.根据权利要求2所述的一种利用柱状实验确定粘性土体渗透性能的方法，其特征在于，所述常数D通过压缩性能本构关系式v＝e+1＝C(σ′_v)^D得到，式中，e表示原状粘性土体的孔隙比，σ′_v表示原状粘性土体竖直有效应力，C为参数。

4.根据权利要求1所述的一种利用柱状实验确定粘性土体渗透性能的方法，其特征在于，所述步骤S5中，归一化后的高度H_i(j)的计算公式为：

其中，h_i(j)为上述第i个测点或第j个测点的土水混合物与上清水交界面高度，H_i(j)为归一化后第i个测点或第j个测点的土水混合物与上清水交界面的高度；h₀为一维土柱的初始高度；hf为一维土柱沉降固结完成后的最低高度。

5.根据权利要求1所述的一种利用柱状实验确定粘性土体渗透性能的方法，其特征在于，所述步骤S1至S7需要重复进行两次，每次步骤S1中的原状粘性土体以及步骤S3中的配合粘性土体的初始孔隙比和初始高度不一样，且满足关系式其中下标0表征初始值，下标1表示原状粘性土体，下标2表示配合粘性土体，H₀₁为原状粘性土体的初始高度，H₀₂为配合粘性土体的初始高度，D为粘性土体压缩性能本构关系的参数。

6.根据权利要求1所述的一种利用柱状实验确定粘性土体渗透性能的方法，其特征在于，所述步骤S3中，改变原状粘性土体的松散情况是通过向原状粘性土体中注入清水实现的。