[发明专利]一种粗粒土渗透试验边壁处理层厚度的确定方法

摘要

本发明公开了一种粗粒土渗透试验边壁处理层厚度的确定方法。由颗粒筛分和颗粒密度试验，测得粗粒土各粒径组含量、中值粒径和颗粒密度，计算试样的代表粒径d；借助试样最大干密度和最小干密度试验，得到粗粒土试样实际孔隙比e下的平面孔隙比修正系数ξ，推算出反映在平面上等直径圆堆积模型的堆积角度α，并最终确定在渗透仪直径D条件下边壁处理层厚度h。该方法原理明确、操作和计算简便，利用常规的室内土工试验手段就能准确地确定边壁处理层的厚度，为粗粒土渗透试验提供了合理的边壁处理层厚度依据。

主权项

1.一种粗粒土渗透试验边壁处理层厚度的确定方法，其步骤依次是：(1)粗粒土的粒径组成由颗粒筛分试验，得到用于粗粒土渗透试验的粗粒土第j个粒径组的颗粒质量占干土总质量的百分数Mj，j＝1,2,3…J，j为筛分出的粒径组的序号，J为筛分出的粒径组数量；计算出第j个粒径组的中值粒径dj：式中，dj,max为第j个粒径组的上限粒径；dj,min为第j个粒径组的下限粒径；(2)测定各粒径组的颗粒密度采用土工试验规程规定的网篮法或容量瓶法，测定出粗粒土第j个粒径组的颗粒密度ρs,j；(3)计算粗粒土的代表粒径按粒径组体积加权平均，计算出粗粒土的代表粒径d，其中，表示从下界j＝1到上界j＝J的求和运算；(4)获取粗粒土的最大、最小孔隙比按照土工试验规程中的最大干密度试验和最小干密度试验，分别测定出粗粒土的最大干密度ρ_d,max和最小干密度ρ_d,min；再换算得到粗粒土的最小孔隙比e_min，和粗粒土的最大孔隙比e_max，(5)计算粗粒土试样的平面孔隙比修正系数将粗粒土在内径为D的渗透仪内制作成孔隙比等于设定孔隙比e的粗粒土试样；再由下式计算得到粗粒土试样的平面孔隙比修正系数ξ，(6)计算粗粒土试样颗粒平面堆积角度计算出粗粒土试样反映在平面等直径圆堆积上的颗粒堆积角α，α∈[π/3,π/2]，arcsin[·]表示反正弦函数运算，∈表示“属于”；(7)边壁处理层厚度的确定a、渗透仪边壁处理层在两颗粒堆积模式下的特征厚度h1，由下式得出：渗透仪边壁处理层中出现两颗堆积粒模式的概率P1，由下式得出：同时，求出两颗粒堆积模式下的堆积圆心角θ₁，b、渗透仪边壁处理层在三颗粒锐角堆积模式下的特征厚度h2，由下式得出：渗透仪边壁处理层中出现三颗粒锐角模式的概率P2，由下式得出：同时求出三颗粒锐角模式模式下的堆积圆心角θ₂，c、渗透仪边壁处理层在三颗粒钝角堆积模式下的特征厚度h3，由下式得出：渗透仪边壁处理层中出现三颗粒钝角模式的概率P3＝0.25；同时求出三颗粒钝角模式下的堆积圆心角θ₃，d、计算得到粗粒土渗透试验边壁处理层的厚度h，h＝(h1P1θ1+h2P2θ2+h3P3θ3)/(P1θ1+P2θ2+P3θ3)。