土体吸湿、脱湿中非饱和渗透系数试验研究

摘要

工程实践中，可认为毛细饱和带以上土体，处于非饱和状态。土体在遇到降雨或自然蒸发等条件时，土体中的含水率会介于饱和含水率和风干含水率之间反复变化。在这个变化过程中，土体的土水特征曲线和渗透系数曲线均表现出滞回特点，即同一土体吸力值条件下，土体的含水率和渗透系数不唯一。而精准测定非饱和渗透系数曲线，对于边坡稳定性的评估，污染物在土体中的运移储存的计算和模拟具有极其重要的意义。　　通过室内单元体试验，采用湿润锋前进法对6种土体(砂土、粉土)在吸湿过程中(毛细上升和垂直入渗)的非饱和渗透系数进行测定；比较分析了不同吸湿过程中测定非饱和渗透系数的异同点和优缺点。采用瞬态剖面法对6种土体在脱湿过程中(蒸发)的非饱和渗透系数进行测定。通过对瞬态剖面法进行改进，引入蒸发过程中重量变化的参数，结合基质吸力，计算得到了土体的非饱和渗透系数；并对新方法与含水率法的测算结果进行对比，提出了再次改进的途径，为瞬态剖面法计算脱湿过程中土体的非饱和渗透系数提供了新的思路。　　通过对吸湿过程试验数据和方法原理比较分析后，发现两种方法的主要区别在于对测定流经剖面的流量采用不同的计算方式；当两个测定剖面距离较近时，可用两种方法对同一组试验数据进行处理。对6种试验土体进行蒸发试验，模拟土体干旱脱湿过程，采用瞬态剖面法来测算土体在脱湿过程中的非饱和渗透系数。　　利用非饱和固结仪，测定了6种土壤在k0状态下，脱湿、吸湿过程中的土水特征曲线，验证了土水特征曲线在脱、吸湿过程中存在的滞回现象。同时使用VanGenuchten-Burdine模型模拟得到了6种土样的非饱和渗透系数曲线，分析了脱、吸湿过程中土体非饱和渗透系数的滞回现象。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究现状

1.2.1 非饱和渗透系数间接测定方法

1.2.2 非饱和渗透系数直接接测定方法

1.3 目前研究中存在的问题

1.4.1主要研究内容

1.4.2技术路线

2 吸湿非饱和渗透系数测定

2.1 引言

2.2 试样基本物理参数测定

2.2.1 比重、液塑限、颗粒分析测定

2.2.2 饱和渗透系数测定

2.3.1 土柱上升试验设计

2.3.2 试验装置

2.3.3 试验实施

2.3.4 数据处理与分析

2.4.1 土柱下渗试验设计

2.4.2 试验装置

2.4.3 试验实施

2.4.4 数据处理与分析

3 脱湿非饱和渗透系数测定

3.1引言

3.2.1 蒸发试验设计

3.2.2 蒸发试验装置

3.2.3 蒸发试验实施

3.3 试验结果分析

3.3.1 土样体积含水率变化

3.3.2 土样重量变化

3.3.3基质吸力变化

3.3.4脱湿非饱和渗透系数计算

4 SWCC计算非饱和渗透系数

4.1 引言

4.2 土水特征曲线测定

4.3 非饱和渗透系数计算

5 结论与建议

参考文献

作者简历

致谢

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