基于颗粒级配参数描述砂土持水及非饱和强度特性的物理-统计方法

摘要

以van Genuchten 模型为基础,通过构建两种土壤转换函数提出了预测砂土持水曲线的物理-统计方法.首先,将颗粒级配参数(控制粒径d60 和不均匀系数Cu)引入完全均匀和完全分散两种理想条件下的土壤转换函数中;其次,结合非饱和土水力特性数据库(UNSODA)与4 种颗粒级配较均匀的砂土持水曲线补充试验,通过量纲分析和回归分析,将控制进气值和持水曲线斜率的参数a 和n 分别表示为d60和lgCu的反比例函数,结果表明:这两种转换函数对参数a 和n 的预测效果优于已有转换函数;最后,将这两种转换函数引入非饱和强度公式,利用已有文献中的非饱和强度试验结果验证了这种物理-统计方法在表征砂土抗拉强度或毛细黏聚力与有效饱和度或基质吸力关系的有效性,相应的理论计算结果表明:砂土的毛细黏聚力随其控制粒径减小或均匀程度降低而增高.