考虑钙质砂细观颗粒形状影响的液体拖曳力系数试验

摘要：

钙质砂作为南海岛礁填筑常用的岩土材料,其渗透性很大程度上决定着填筑后土体的固结和沉降.拖曳力系数是表达流体对土体颗粒表面力的参数,也是表征颗粒状土体渗透能力的一个重要参数,目前国内外对钙质砂拖曳力系数的研究十分有限.首先引入一个修正的三维参数Φ对钙质砂这种天然非规则颗粒材料的形状进行定量描述,然后开展一系列单个钙质砂颗粒在液体中沉降试验,利用高速相机记录颗粒沉降过程,结合图像处理技术获得颗粒沉降平衡速度U1,进而计算出拖曳力系数CD和雷诺数Re,最后拟合出包含CD、Re及Φ三个参数的钙质砂拖曳力系数半经验模型.结果发现,在相同雷诺数条件下钙质砂的形状系数Φ越大,拖曳力系数越小.通过与其他研究结果对比发现,其表面微孔隙越发育,拖曳力系数越小的规律.该模型能够考虑不规则颗粒形状对拖曳力系数的影响,从而提高对土体渗透性预测的精度,对南海岛礁填筑工程中钙质砂固结和沉降的计算也具有重要意义.

关键词：钙质砂、形状系数、拖曳力系数、雷诺数、沉降试验

所属期刊栏目：39

分类号：TU411(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金41572252;国家自然科学基金青年基金51409036

在线出版日期：2018-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3203-3212