基于核磁共振的土体孔隙水形态与渗透性研究

摘要：

为探究水力梯度及孔隙水形态对土体渗透性的影响,测定重塑土样在0～500 kPa等8级吸力作用下的核磁共振T2曲线;将孔隙水划分为可动水和不动水,定量分析可动水与吸力/水力梯度关系,并将水力梯度、可动水引入Coates渗透模型进行修正.结果表明:随着吸力从0 kPa增加至500 kPa(水力梯度从0增加到50),土体T2曲线面积和T2最大值逐渐减小,T2最小值几乎不变;可动水含量随吸力/水力梯度的增加先迅速增大,随后增速减小,最后趋于稳定,二者之间可用指数函数很好地拟合;不动水含量随吸力/水力梯度增加呈指数减小;可动水与不动水比值(FFI/BVI)和水力梯度呈良好的线性关系;简化Coates模型显示土体渗透率与水力梯度的二次方成正比;孔径是影响孔隙水渗流的关键因素,吸力/水力梯度作用下,土体孔隙水排出过程可用Young-Laplace方程描述,土体孔隙水由大孔隙开始排水,并逐渐向小孔隙发展,大孔隙先完成排水过程;水力梯度的增大会提高可动水占比,导致更多可动水参与渗流作用,导致土体渗透率显著增大;简化Coates模型直观展示了水力梯度-孔隙水形态-渗透率关系,该模型仅含有水力梯度一个未知数,可为路基稳定性分析与防护设计提供理论参考.

关键词：道路工程、渗透率模型、核磁共振 (NMR)、水力梯度、孔隙水形态

所属期刊栏目：41

分类号：U416.1(道路工程)

资助基金：国家自然科学基金51809200

在线出版日期：2024-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：49-55