压实膨胀土非饱和渗水系数函数的密度与水力滞回效应

摘要：

为探讨密度与水力滞回对膨胀土非饱和渗水系数函数(hydraulic conductivity function,HCF)及非饱和渗流的影响,以压实弱膨胀土为研究对象,开展变水头渗透试验获得饱和渗透系数-孔隙比e关系.基于van Genuchten-Mualem(VGM)模型,采用TRIM(transient release and imbibition method,瞬态脱湿与吸湿)试验方法获得6种密度下脱/吸湿过程的HCF模型参数 α,n,并构建 α,n与e的经验公式.基于所获HCF模型参数在Hydrus中开展降雨入渗数值分析.结果表明:①土体密度与水力滞回对 α,n影响显著;无论脱/吸湿过程,α,n均随e增大而增大;相同密度下,脱湿过程 α,n均小于吸湿过程对应值.② 密度与水力滞回均对吸力表达的HCF影响显著;不同e下HCF存在"交叉"现象:相同吸力下,交叉点前,密度小的试样渗水系数k值大;交叉点后,密度大的试样k值大;同一密度相同吸力下脱湿过程k值明显大于吸湿过程k值.③ 密度对体积含水率 θ 表达的HCF影响显著,相同 θ 下,密度大的试样k值小,但不存在"交叉"现象;水力滞回对 θ 表达的HCF影响微弱,同一密度下脱/吸湿过程HCF接近.④ 数值分析表明,土体密度对非饱和渗流影响显著,但密度变化对湿润锋前进速度快慢影响不具单调性;水力滞回对渗流分析结果影响明显;采用形式简单的HCF模型如VGM模型,采用 α,n与e的经验公式,对不同密度、不同脱/吸湿路径采用对应的模型参数值,是综合考虑密度与水力滞回对非饱和渗流影响的可行方法.

关键词：非饱和渗水系数函数、van Genuchten-Mualem模型、水力滞回、TRIM试验方法、渗流分析

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分类号：TU443(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金面上项目11772290;河南省高等学校重点科研项目17A560008;信阳师范学院"南湖学者奖励计划"青年项目

在线出版日期：2019-11-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1800-1808