[发明专利]一种基于核磁共振曲线的饱和及非饱和土渗透系数预测方法

摘要

本发明提供一种基于核磁共振曲线的饱和土和非饱和土渗透系数预测方法。结合渗透试验和核磁共振实验对饱和土渗透比例常数kc进行标定，实现了利用饱和土的T2分布曲线预测饱和土渗透系数；对于不同含水量状态土体的非饱和渗透系数的预测，需要对这些含水量状态下的土体分别进行核磁共振实验，利用某一状态下土样的T2分布曲线预测该状态下的相对渗透系数，进而得到非饱和渗透系数的预测值。此外，本发明还提出了T2分布曲线出现缺级现象时的处理方法，提高了预测精度。本发明所述方案能够克服试验直接测定饱和土体及非饱和土体渗透系数时产生的人力和物力以及大量时间的消耗，克服了现有的渗透系数预测方法以经验法为主且预测精度较低的缺点。

主权项

1.一种基于核磁共振曲线的饱和及非饱和土渗透系数预测方法，其特征在于：结合达西定律以及核磁共振曲线提出一种基于核磁共振曲线的饱和及非饱和土体渗透系数预测模型，饱和土体渗透系数和非饱和土体相对渗透系数的预测模型分别为：公式(1)为饱和土体渗透系数预测模型、公式(2)为非饱和土体相对渗透系数预测模型；式中：k_c为综合渗透比例常数，对于同一土样其值为常数；T_2i为核磁共振试验中测得的第i个弛豫时间，利用核磁共振试验测得的弛豫时间将土体内部孔隙按孔径大小划分为n级，θ_i为第i级孔隙通道充满水分的体积含水量，m为第m级孔隙通道且m＜n；由饱和土体渗透系数和非饱和土体相对渗透系数的关系，得到非饱和土体渗透系数预测模型为：k_w＝k_r×k_s(19)；利用饱和土体渗透系数试验测得某一干密度土体的饱和土体渗透系数k_s实测,将实测的饱和土体渗透系数k_s实测代入公式(1)即得到该土样在该干密度下渗透比例系数k_c0；对于不同干密度的同一土样，其渗透比例系数k_c近似相等，因此，将k_c0替换公式(1)中的k_c，从而计算得到任意干密度土样的核磁共振曲线预测其饱和土体渗透系数；对非饱和土体进行核磁共振试验测得其核磁曲线，然后将T_2i和θ_i代入公式(2)中对其非饱和土体相对渗透系数进行预测。