[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

说明书

本发明公开了一种利用柱状实验确定粘性土体渗透性能的方法，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；S2，通过测量获取原状粘性土体的初始孔隙比，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；S3，通过改变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的配合粘性土体；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；S5，对高度进行归一化处理，对沉降时间取对数，联合归一化后的高度H_i(j)；S6，将柱状实验数据绘制于坐标图中，得到时间对数与归一化高度的水平距离Δx；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。

技术领域

本发明涉及防灾减灾工程技术领域，具体为一种利用柱状实验确定粘性土体渗透性能的方法。

背景技术

饱和松散粘性土体在自身重力的作用下沉降固结，其沉降速率受粘性土体渗透性能控制，而渗透系数与孔隙比强相关，因此，确定渗透系数与孔隙比的函数关系变得尤为重要。虽然孔隙比的测量已经有了一套成熟的操作方法，但是测定软粘土的渗透系数却由于其数值极小而难以精确地测出，导致确定渗透系数与孔隙比的函数关系困难重重。

确定软粘土渗透性能的传统方法是直接测量其在特定孔隙比条件下的渗透系数，而测量渗透系数的步骤繁琐、实验量大、且对设备要求较高，目前有土体一维瞬时渗透系数测试仪、水力固结试验、高能X射线或电阻抗测量等可以达到相关目的，上述测量松散材料渗透系数的方法需要专业技术人员进行操作和保养，费时费力；除此之外，其测量精度受到试验器材限制，结果变异性较大，容易导致工程设计不合理；不仅如此，此类土工试验由于需要专业的试验器材，其成本很难降低，项目经费较少的小型工程往往无法承担高精度的渗透系数的试验。

因此，急需要提出一种计算量少、流程简单、成本低廉的大变形松散材料固结渗透性能的求解方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用柱状实验确定粘性土体渗透性能的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种利用柱状实验确定粘性土体渗透性能的方法，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，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；