[发明专利]一种基于VG模型预测非饱和土相对渗透系数的方法

摘要

本发明公开了一种本发明基于VG模型预测非饱和土相对渗透系数的方法是以土样的土水特征曲线为参考状态，结合土水特征曲线分形模型、TK相对渗透系数模型与VG模型，利用分形理论，推导出一种非饱和相对渗透系数模型，然后用VG模型拟合土水特征曲线，求得进气值，进而预测土样的非饱和相对渗透系数，本预测方法克服了对渗透系数的预测以经验法为主、缺少理论支撑、模型较复杂、计算繁琐的缺点，对于非饱和土的渗流理论、流固耦合研究及工程应用具有极其重要的价值。

主权项

1.一种基于VG模型预测非饱和土相对渗透系数的方法，其特征在于：所述预测方法包括如下步骤：1)结合TK相对渗透系数模型、土水特征曲线分形模型及VG模型提出一种预测非饱和土相对渗透系数模型，预测非饱和土相对渗透系数模型为：kr(ψ)为预测非饱和土相对渗透系数，a、m、n均为VG模型拟合参数，ψa为进气值，ψ为基质吸力；其中，VG模型拟合参数a的单位为kPa‑1、其值为进气值ψa的倒数，VG模型拟合参数n与土的孔隙分布有关，VG模型拟合参数m与土体特征曲线的整体对称性有关；2)基于压力板试验测得土水特征曲线实测数据，得到测量基质吸力ψ1和测量饱和度Sr1；3)根据步骤2)中测量基质吸力ψ1和测量饱和度Sr1代入VG模型中拟合出土水特征曲线，得出测量拟合参数a0、m0、n0，根据拟合参数a与进气值ψa的关系，计算测量进气值ψa0；4)将设定的基质吸力ψ0、计算出测量进气值Ψa0和步骤3)中测量拟合参数a0,m0,n0代入公式Ⅳ中计算出非饱和土相对渗透系数，即为非饱和土相对渗透系数的预测值，其中ψ0>0。