基于透明土技术的多孔介质孔隙流动特性研究

摘要：

土体作为一种特殊多孔介质,内部孔隙通道尺度与形态随机性强,导致土体渗流场中孔隙流速分布不均,即存在优势流现象.优势流是影响污染物运移、导致土体渗透变形的重要因素.基于透明土原理,利用聚丙烯酸钠交联聚合物颗粒和蒸馏水,配制成饱和透明多孔介质,并利用一种新的研究透明多孔介质内部流场的装置及方法,将绿色光源激光器、单反相机、十字滑台等组合成简易粒子图像测速(PIV)系统,采集不同水力梯度下透明多孔介质内部流场图像,结合粒子图像测速技术,将得到的流速数据进行统计分析,揭示孔隙液体的流动特性.研究表明,利用自制简易PIV系统进行流场测量,实测孔隙流动结果与宏观流速吻合程度高,能够实现对流场的多点、无扰、高精度测量.研究发现多孔介质内部纵断面上的孔隙面积与纵断面所在位置有关,而孔隙面积越大,断面上的孔隙流速也越大.多孔介质内部孔隙流速分布规律大致相同,优势流速随着断面流速的减小而减小,优势流速越小,其概率密度越高,优势流动现象越显著.

关键词：透明土、PIV、多孔介质、孔隙流速、优势流、宏观流速

所属期刊栏目：41

分类号：TU411;P641.2(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点研发计划课题2018YFB1600403;重庆市基础研究与前沿探索项目cstc2018jcyjAX0559;自然资源部中国地质调查局公益性项目DD20160291

在线出版日期：2019-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1361-1366