土石混合体渗透性能的试验研究
土石混合体渗透性能的试验研究
土石混合体渗透性能的试验研究
周中;傅鹤林;刘宝琛;谭捍华;龙万学;罗强
【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2006(033)006
【摘要】土石混合体属于典型的多孔介质,其渗透特性与砾石的体积分数关系密切.通过自制的常水头渗透仪,测定了不同含砾量时土石混合体渗透系数值,研究发现含砾量与土石混合体渗透系数之间存在指数关系;基于幂平均法,提出了土石混合体复合渗透系数的计算公式,并通过试验结果验证了该式的正确性,为土石混合体渗透系数的理论计算提供了一个简明有用的计算工具.
【总页数】4页(P25-28)
【作者】周中;傅鹤林;刘宝琛;谭捍华;龙万学;罗强
【作者单位】中南大学,土木建筑学院,湖南,长沙,410075;中南大学,土木建筑学院,湖南,长沙,410075;中南大学,土木建筑学院,湖南,长沙,410075;贵州省交通规划勘察设计研究院,贵州,贵阳,550001;贵州省交通规划勘察设计研究院,贵州,贵阳,550001;贵州省交通规划勘察设计研究院,贵州,贵阳,550001
【正文语种】中文
【中图分类】TU411.4
【相关文献】
1.土石混合体渗透性能的试坑双环注水试验研究 [J], 陈子华;陈蜀俊;陈健;盛谦;闵弘;胡伟
2.高含石率胶结型土石混合体力学性能试验研究 [J], 林越翔; 彭立敏; 雷明锋; 杨伟超; 刘建文
3.土石混合体渗透性能的正交试验研究 [J], 周中;傅鹤林;刘宝琛;谭捍华;龙万学
4.土石混合体渗透性现场试坑试验研究 [J], 徐扬;高谦;李欣;李俊华;贾云喜
5.土石混合体的渗透特性试验研究 [J], 周军恒;李艳祥;蒋刚
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实验一 土壤渗透性的测定(实验报告)
实验一土壤渗透性的测定目的要求径流对土壤的侵蚀能力主要取决于地表径流量，而透水性强的土壤往往在很大程度上减少地表径流量。
土壤透水性强弱常用渗透率（或渗透系数）表示。
当渗透量达到一个恒定值时的入渗量即为稳渗系数。
通过本次实验，掌握测定土壤渗透性的基本原理和操作方法。
基本原理由图可以看出，在降雨初期一段时间（几分钟）内，土壤渗透速率较高，降雨量全部渗入土壤，此时土壤的渗透速率和降水速率等值，没有地表径流产生。
随着降雨时间延长、土壤含水量增高，渗透速率逐渐降低，当渗透速率小于降水速率时，地表产生径流。
仪器设备环刀(200cm3,h5.2,Φ7.0cm)，量筒(100及50ml)，烧杯(100ml)，漏斗、漏斗架、秒表等。
方法步骤一、在室外用环刀取原状土，带回实验室内，将环刀上、下盖取下，下端换上有网孔且垫有滤纸的底盖并将该端浸入水中，同时注意水面不要超过环刀上沿。
一般砂土浸4～6h，壤土浸8～12h，粘土浸24h。
二、到预定时间将环刀取出，在上端套上一个空环刀，接口处先用胶布封好，再用熔蜡粘合，严防从接口处漏水，然后将结合的环刀放在漏斗上，架上漏斗架，漏斗下面承接有烧杯。
三、往上面的空环刀中加水，水层5cm，加水后从漏斗滴下第一滴水时开始计时，以后每隔1，2，3，5，10，……t i……t n min更换漏斗下的烧杯(间隔时间的长短，视渗透快慢而定，注意要保持一定压力梯度)分别量出渗入量Q1，Q2，Q3，Q5……Q n。
每更换一次烧杯要将上面环刀中水面加至原来高度，同时记录水温(℃)。
四、试验一般时间约1h，渗水开始稳定，否则需继续观察到单位时间内渗出水量相等时为止。
结果计算⑴渗出水总量(Q) )1(10)(321)( SQ Q Q Q Q n mm ⨯+++=式中：n Q Q Q Q ,,,321----------每次渗出水量ml ，即cm 3S-----------渗透筒的横断面积cm 210----------由cm 换算成mm 所乖的倍数这样就可算出当地面保持5cm 水层厚度时，在任何时间内渗出水的总量。
土工试验规程—粗颗粒土的渗透及渗透变形试验
式中 符号见本 规程式 （ ０２、式 （ ０３ ５ ．） ． ５ －） －
注 ：标准温度 （０ ２ Ｃ〕时试样 的渗透 系数应为 ｋ ＝ｋ ． ， 度的关 系杳 ５．３－０４ １９ 渗透试验 》表 ３４２ １ ７ １－ ９《 ２ ９ ． ， ．
７比念温 ｓ 值０ ｏ ７ ， ， ５
为２－２ ｃ ； 石不应小于ｄ 的３ 倍 ， 包括试 ０ ５ 卵 ｍ ； －５ 以 样中最大 颗
粒 为度。 装填分层厚度 砂土一般为 ２ ｃ 砂砾石 及砂 卵石 为 ＾３ ｍ； ｄ： １５ ． 倍 。 ， ．一２。 的 ４ １２ 原状试样制备 ．． １ 取样位置 应选择有代表性地层 和渗流流态条件 的不 同部 位 ，如防渗墙底部、坝基 内部段 、水流 出逸段 、抗 渗强度较低处
管之间试样厚度的ｌ－ｌ 曲线。 ｇ ｇ ｉ ｖ 临界坡降可根据Ｉ －ｇ 关系 ｇ ｌ ｉ 二
再缓慢地提升水箱， 每次提升 １ 待水箱水位与试样中 ｃ ｍ， 水位相
等 ，并停 １ ｍｉ ， 提升水箱。随着供水箱上升 ， ０ ｎ后 再 让水 由仪器 底部向上渗人 ，使试样缓慢饱和 ，以完全排除试样中的空气 。与 此同时， 随着水位 上升， 应接通相应 的测压管 。若试验用 自来水 ， （ 应 至少贮 存一 天曝气后再 用来作试 验用水 ，以减少水 中气体 的
５０５ 在双对数纸上 ， ．． 以渗透坡降 ： 为纵 坐标，渗透速度 二为横 坐标 ，绘制渗透坡降与渗流速度关系 曲线 （ ｉ ｖ曲线） 如 图 ｌ －Ｉ ｇ ｇ ，
Ｓ． ５ｅ ０．
５０６ 对管涌破坏的试样 ，应分别确定其临界坡降及破坏坡降 ．． 首先根据试样的总厚度作 出 Ｉｉ Ｉ，曲线 ，必要时还应作 出测压 ｇ－ ｇ － ，
行 检定 。
土渗透试验实验报告
土渗透试验实验报告一、实验目的本实验旨在通过土渗透试验，测定土样的渗透系数，从而评估土体的水文地质特性，为工程设计和施工提供科学依据。
二、实验原理土渗透试验基于达西定律，即单位时间内通过单位面积土体的水量与水力梯度成正比。
通过测量不同水头差下的流速，可以计算土样的渗透系数。
三、实验材料与设备1. 土样：选取代表性的土样，确保其干燥度和颗粒组成均匀一致。
2. 渗透仪：包括固定土样的容器、水头差控制装置和流量测量装置。
3. 量筒、天平、秒表等辅助测量工具。
四、实验步骤1. 准备土样：将土样在标准条件下进行预处理，确保其达到所需的干密度和含水量。
2. 安装土样：将预处理后的土样均匀填充到渗透仪中，并确保土样与容器接触紧密。
3. 调整水头差：通过控制装置调整上下游的水头差，确保水头差在安全范围内。
4. 测量流量：开启水流，使用量筒和秒表记录一定时间内通过土样的水量。
5. 重复实验：改变水头差，重复测量，以获取多个数据点。
五、实验结果实验过程中，记录了不同水头差下的流量数据，通过达西定律计算得到土样的渗透系数。
实验结果表明，土样的渗透系数为\[ k =\frac{Q}{A(H_1 - H_2)/L} \]，其中\( Q \)为流量，\( A \)为土样的横截面积，\( H_1 \)和\( H_2 \)分别为上游和下游的水头，\( L \)为土样的长度。
六、结果分析根据实验结果，分析土样的渗透性，评估其在实际工程中的适用性。
渗透系数的大小反映了土体的渗透能力，对于设计排水系统、评估地下水流动等具有重要意义。
七、结论通过本次土渗透试验，我们成功测定了土样的渗透系数，并对其水文地质特性有了初步的了解。
实验结果将为后续的工程设计和施工提供重要的参考依据。
八、建议建议在实际应用中，根据土样的具体特性和工程需求，进一步优化土渗透试验的条件和方法，以获得更为准确的实验数据。
请注意，以上内容是一个模板性质的实验报告，实际实验报告应根据具体的实验条件、数据和结果进行编写。
渗透率实验报告
渗透率实验报告1. 实验目的本实验旨在通过测定土壤的渗透率，评估土壤的水分渗透能力，以此判断土壤的质地和排水情况。
2. 实验原理渗透率是指单位时间内单位面积土壤通过水分的能力。
一般使用渗透试验来测定渗透率，其中常用的方法有负压渗透法和曲线渗透法。
2.1 负压渗透法负压渗透法基于达西现象，在一定的压力下，土壤颗粒间的水分排除气泡，形成持续的水流，通过测定单位时间内流出的水量和试验时间，可以计算出渗透率。
2.2 曲线渗透法曲线渗透法是一种通过测定土壤的水分表面积和时间的关系来计算渗透率的方法。
首先，将一定量的水缓慢地注入到试验土壤中，然后测量在一定时间内流出的水量。
根据测得的数据绘制渗透曲线，通过曲线的降幅来计算渗透率。
3. 实验材料和设备•实验土壤样品•渗透仪•计时器•注水器•量杯4. 实验步骤4.1 负压渗透法实验1.准备土壤样品，将土壤样品过筛，排除大颗粒杂质。
2.将土壤样品放入渗透仪的渗透室。
3.使用注水器将水缓慢地注入到渗透仪的顶部，形成一定的水头。
4.启动计时器，记录流出的水量和时间。
5.根据记录的数据计算渗透率。
6.对于不同的土壤样品，重复以上步骤，取平均值作为最终渗透率。
4.2 曲线渗透法实验1.准备土壤样品，将土壤样品过筛，排除大颗粒杂质。
2.准备一个较深的容器，并在容器底部加水，使土壤处于饱和状态。
3.将土壤样品均匀地覆盖在容器的底部。
4.使用注水器将水缓慢地注入至试验土壤表面。
5.启动计时器，记录在一定时间间隔内流出的水量。
6.根据记录的数据绘制渗透曲线。
7.根据曲线的降幅计算渗透率。
8.对于不同的土壤样品，重复以上步骤，取平均值作为最终渗透率。
5. 实验结果和分析经过实验测量和计算，得到不同土壤样品的渗透率如下：土壤样品渗透率 (mm/h)样品1 5.20样品2 4.86样品3 6.02通过分析实验结果可以得出以下结论：1.样品3的渗透率最高，表明该土壤具有较好的排水性能。
2.样品2的渗透率最低，表明该土壤的排水性能较差。
土石混合体的研究现状及研究展望
Jou rnal of Engineering Geology 工程地质学报 1004-9665/2006/14(06)20800208 土石混合体的研究现状及研究展望3廖秋林① 李 晓① 郝 钊② 王思敬① 吴硕① 赫建明①(①中国科学院工程地质重点力学实验室 北京 100029)(②水利部国际经济技术合作交流中心 北京 100053)摘 要 土石混合体是不同于岩体与土体的一种地质材料,其物理力学特性的研究越来越受到工程界关注。
本文首先介绍了土石混合体概念的提出,并以土石混合体在我国的广泛分布特点与工程中的诸多实际问题阐述了其研究具有重要的工程价值与理论意义。
另一方面,通过大量与土石混合体相关的文献检索与分析,本文从力学试验、几何结构研究和数值模拟等不同方面总结了近年来土石混合体研究的成果,指出结构效应是土石混合体重要而又特有的一个特征,其几何结构模型与数值模拟的研究也取得了许多重要而有价值的成果。
最后,针对土石混合体研究中仍存在的不足,本文展望并探讨了土石混合体今后的研究方向,提出了地质成因与物质组成结构特征、水与土石混合体的耦合作用、土石混合体三维数值模拟研究、以及土石混合体力学参数快速确定方法等4个方面的研究内容与研究思路。
关键词 土石混合体 力学试验 结构效应 地质成因 多场耦合中图分类号:P642.2 文献标识码:ACURRENT STATUS AN D FUTURE TREND S O F STU D I ES O N ROCK AN D S O I L AGGREGATES(RSA)L I A O Q iulin① L I Xiao① HAO Zhao② WANG Sijing① WU M inshuo① HE J ianm ing①(①Key L aboratory of Engineering Geo m echanics,Chinese A cade m y of Sciences,B eijing 100029)(②International Econo m ic&Technical Exchange and Cooperation Center,M inistry of W ater Resources,B eijing 100053) Abstract Rock and s oil aggregate(RS A)is a kind of geol ogical material which is different fr o m r ock mass and s oils in physical and mehanical behavi ors.Recently the study on RS A has dra wn more and more attenti on fr om the engineering and geomechanical field.I n this paper the ter m of RS A is intr oduced firstly.The i m portance of the study on RS A is p r oved due t o RS A distributing widely in China and resulting in many engineering p r oble m s.On the other hand,this paper p resents an overvie w of the published literature on RS A,including mechanical tests,ge2 ometric structure,nu merical si m ulati on and s o on.It is shown that structural effects p lay an i m portant r ole on the mechanical p r operites of RS A,and s ome p revi ous studies on geometric structures and numerical si m ulati on of RS A are instructive and positive t o the future study.Finally,considering the lack of knowledge on RS A,this paper dis2 cusses and suggests the future studies on RS A.Four research orientati ons about RS A are put f or ward such as the geol ogical origin and fabric charteristics,coup lling interacti on bet w een water and RS A,3D si m ulati on on RS A,and p r ocedure of quickly deter m ining the mechanical para meters of RS A;and the tentative methods of s olving these p r oble m s are als o suggested.3收稿日期:2006-01-16;收到修改稿日期:2006-02-27.基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412702)与国家留学基金委国家公派联合培养博士生项目的资助.第一作者简介:廖秋林(1977-),男,博士生,主要从事工程地质与地质灾害方面的研究工作.Email:qiulinliao@Key words Rock and s oil aggregate(RS A),Mchanical tests,Sructural effects,Gol ogical origin,L iterature re2 vie w,Engineering geol ogy1土石混合体概念的提出在广泛的岩土工程与地质工程中,如边坡(滑坡)治理、基坑工程及路基、桥基等工程中,第四纪松散堆积体是广泛存在一种土体与块石的混合物,其物质组成以砾石、块石与砂土、粘土等为主(图1)。
土渗透试验实验报告
土渗透试验实验报告实验目的本实验的目的是研究土壤的渗透性质，了解土壤中水分的渗透能力及其对土壤的影响。
实验原理土壤的渗透性是指水分通过土壤的能力。
渗透性取决于土壤颗粒的形态、颗粒间的间隙、孔隙内部的连接性及土壤含水量等因素。
常用的土壤渗透性指标有渗透系数、渗透速率和持水能力等。
本实验采用土渗透试验方法，通过观察和记录土壤中水分的渗透情况，测量渗透速率和渗透系数，以评估土壤渗透性能。
实验步骤1. 实验准备收集所需实验设备和土样，确保实验仪器能正常运行。
2. 试验土样采集随机采集代表性的土样，在现场取得土壤样品。
3. 准备试验设备准备好试验装置，包括渗透仪、水桶、水泵、测量尺、台秤等。
4. 渗透试验操作将装置组装好，将土样放入装置中，调整土样的高度和宽度，使其紧密贴合。
倒入一定量的水，开始进行试验。
5. 观察和记录观察土壤中水分的渗透情况，记录下开始和结束时的水位差，记录时间和渗透速率。
6. 数据处理根据实验数据计算土壤的渗透系数、渗透速率以及持水能力等指标。
7. 结果分析根据实验结果分析土壤的渗透性质及其对水分的保持能力。
实验结果与讨论渗透速率和渗透系数根据实验数据计算出土壤的渗透速率和渗透系数，结果如下：- 渗透速率：X cm/h (根据实际测量结果填写)- 渗透系数：Y cm/s (根据实际计算结果填写)渗透能力根据实验数据及计算结果，我们可以得到土壤的渗透能力及其对水分的保持能力。
通过分析实验数据，我们可以得出如下结论：（根据实际分析结果填写）- 土壤的渗透速率较快/较慢，具有很好/较差的渗透性。
- 渗透系数表明土壤的渗透性能很高/较低。
- 土壤的持水能力较强/较弱，对水分的保持能力较好/较差。
结论通过本次土渗透试验，我们对土壤的渗透性质有了更深入的了解。
实验结果表明土壤的渗透能力对水分的保持能力有很大影响，渗透系数是评估土壤渗透性的重要指标。
实验的结果对土壤的水文性质和植物的生长有一定的实际意义。
库区碎石土降雨入渗行为研究
第44卷第14期山西建筑Vd.44No.142 0 18 年 5 月SHANXI ARCHITECTURE May. 2018 • 71 •文章编号：1009-6825 (2018)14-0071-03库区碎石土降雨入渗行为研究刘文平李凤江(兰州军区建筑设计院，甘肃兰州730020)摘要：以库区现场取得的碎石土为原料，进行了不同碎石含量的碎石土水土特征曲线试验。
通过库区碎石土饱和渗透统计资料 及试验所得的水土特征曲线，利用Van-Genuchten方程式得到了不同碎石含量碎石土的渗透函数。
运用SEEP/W模拟了日最大降 雨量200 mm的降雨作用下边坡的入渗行为。
结果表明，碎石含量为20%及40%的碎石土坡由于渗透系数小，在不同降雨强度下 引起的坡体内水压力变化范围不大，坡体内水压力变化范围在〇.5 m~ 1.5 m之间，而碎石含量在60%的碎石土坡在三种不同雨 强作用下,引起坡体内水压力变化范围均达到5 m左右。
特别是当降雨强度在50 mm,持续4 h,坡体内部有较大水压力，不利于 坡体稳定。
关键词:碎石土，降雨，非饱和土，水土特征曲线中图分类号:TU411 文献标识码:A1概述三峡工程、库区移民等日趋频繁的人类活动致使库区滑坡、泥石流等山地灾害更是频繁发生。
其中以云阳、万州、巫山、奉 节、巴东等县（区）的数量最多，危害程度也最大。
库区滑坡坡体 表层是第四系松散堆积体，主要由滑坡堆积物、残坡积物、冲洪积 物、强风化物等组成。
土石混合体是一种由颗粒比较小的土和颗 粒比较大的碎石组成的非匀质土，工程上一般称作碎石土。
碎、砾石含量一般在30% ~ 70%之间。
由于移民迁建和工程建设，库 区大量道路房屋位于松散堆积体上，水库蓄水及降雨渗流将会引 发大量边坡滑塌和滑坡。
雨水人渗导致浸润深度加深，土体的基 质吸力降低，从而导致土体抗剪强度的降低。
Fredlund等[1]反复 强调负孔隙水压力等突破稳定的影响。
岩土工程领域透水性与渗透性实验研究
岩土工程领域透水性与渗透性实验研究岩土工程是一门涉及土壤和岩石行为与特性研究的学科。
在岩土工程中，透水性与渗透性是两个重要的参数，它们对于工程的水文、地下水、地质灾害等方面都具有重大意义。
因此，透水性与渗透性的实验研究成为岩土工程领域中不可或缺的一部分。
本文旨在探讨岩土工程领域透水性与渗透性实验研究的相关内容。
透水性指的是岩土体随水流通过的能力。
它与岩土材料的孔隙结构、颗粒形状、排列方式等有关。
透水性实验旨在测定岩土体的透水性指标，常见的方法有德比特透水法、布氏渗透法、恒定水头法等。
其中，德比特透水法是一种常用的实验方法，它通过测定单位时间流过一定面积的岩土试样的水量，计算出透水系数，从而确定土壤的透水性。
渗透性指的是岩土体中水分通过的能力。
渗透性与岩土体的孔隙连通性、孔隙分布和孔隙大小有关。
渗透性实验旨在测定岩土体的渗透性指标，常见的方法有恒流渗透法、静态渗透法、孔隙水压力渗透法等。
其中，恒流渗透法是一种常用的实验方法，它通过施加一定的水压力，测量单位时间流通过一定孔隙体积的岩土试样的水量，计算出渗透系数，从而确定土壤的渗透性。
透水性与渗透性的实验研究对于岩土工程具有重要的意义。
首先，透水性与渗透性的测定结果能够直接影响工程的设计与施工。
例如，在土壤防渗设计中，需要知道土壤的透水性与渗透性，以确定防渗措施及其效果。
其次，透水性与渗透性的实验研究为岩土工程领域的理论研究提供了实验数据支持。
通过实验研究，可以探索土壤的渗透特性与工程性质之间的相互关系，进一步促进岩土工程理论的发展。
透水性与渗透性实验研究中需要关注的几个关键问题包括试验样品的制备、试验设备的选取、试验方案的设计等。
首先，试验样品的制备应当符合工程实际，并且具有代表性。
例如，在研究土壤的透水性时，应该选择经过脱水处理后的土壤进行试验。
其次，试验设备的选取应当合理，以确保实验结果的准确性和可靠性。
例如，在进行渗透实验时，应选择恒流渗透仪进行试验。
粗粒土的渗透特性研究报告
粗粒土的渗透特性研究报告
粗粒土是一种土壤类型，其中颗粒较大，主要成分是砂粒和颗粒大小较大的石块。
对粗粒土的渗透特性进行研究可以帮助了解其水分运动和灌溉、排水等方面的应用。
1. 实验设计：
为了研究粗粒土的渗透特性，我们可以进行以下实验设计：1.1 准备样品：选择一定数量的粗粒土样品，将其进行粉碎处理，使其颗粒大小均匀分布。
1.2 定义试验参数：设定不同水头高度和水头持续时间作为试验参数。
1.3 实验装置：准备一个可调节水头和水头时间的渗透试验装置，可以通过改变水头高度和时间来模拟不同的水分条件。
1.4 实验过程：在装置中放置粉碎后的粗粒土样品，将试验装置内充满水分，然后按照设定的试验参数进行渗透实验。
1.5 测量数据：实时测量试验装置中的水位变化情况，并记录数据。
2. 数据分析：
2.1 渗透速率：根据实验数据，可以计算出不同水头高度和水头持续时间下的渗透速率。
2.2 渗透系数：通过分析渗透速率和水头高度的关系，可以计算出粗粒土的渗透系数。
2.3 储水特性：根据试验装置内的水位变化情况，可以分析粗粒土的储水特性，包括含水量和水分持留能力等。
3. 结论：
通过以上实验设计和数据分析，可以得出粗粒土的渗透特性研究报告，明确粗粒土在不同水分条件下的渗透速率、渗透系数、储水特性等参数。
这些结果对于农业灌溉、水资源管理和土壤改良等领域具有重要参考价值。
土石混合料渗透性特征试验研究
可 以看 出 ， 渗流 速度 随水力坡 降 的增 大而 加快 ，
８
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２
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在 水力 坡降 小于 ３ ～５时 ， 土石混合 料 的渗流遵 守达 西 定律 ； 在水 力坡降 大于 ３ －５后 ， 增大水 力坡 降 ， 再 渗 流速 度急 剧增加 ， 此时达 西定律 已不再适 用 ， 需要
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２ 试 验 级 配
土石混合料是由粒径不等的颗粒相互混杂而成 的非均匀混合体， 通常组成 土石混合料的颗粒具有
剔除法 、 等量代 替法 和相 似 级 配法 。针 对工 程 实际 情况 ， 用等量代 替法对超粒 径料进行处理 ， 土石 采 将
究 ， 出 了著 名 的达 西定律 ： 提
Ｖ ＝Ｋ Ｊ （） １
混合料中超粒径料等重量地用允许最大粒径 ｄ 至 ５Ｉ１ 的粒 料 部 分 各 粒 级 颗 粒 按 含 量 加 权 平 均 替 Ｉ ＴＴ Ｉ 代。这样既保持了原来 的粗料的骨架作用， 又能保 持 粗粒级配 的连续性 和近似性 。试 料来 自不 同高速 公路 工程 的土石混合料 料场 Ａ、 Ｃ３ 料场 ， Ｂ、 个 用筛 分法对 试料进行 级配 分 析 ， 取 每个 料 区级 配曲线 选 上包线 、 平均值 和下包 线 ３个 级 配 曲线 作 为渗透 试 验原始级配曲线， 编号为 １ ， ～９ 用等量替代法处理 后相对应的试验级配分别为 １ ～９ 。土石混合料 ＃ ＃ 的原级配 和试验级 配曲线如 图 １ 所示 。
科技成果——土石结合部渗透破坏测试技术
科技成果——土石结合部渗透破坏测试技术
技术开发单位
黄河水利委员会黄河水利科学研究院
成果简介
该技术是科学指导土石结合部设计完善、险情处置及工程安全管理的实用技术，解决了常规渗透试验仪器无法进行土石结合部接触冲刷渗透破坏试验模拟问题。
自行研制了土石结合部接触冲刷渗透破坏试验装置，编制了测试作业指导书，并给出试样制备、缺陷设置、试样制作、试验方式、操作步骤、初始水头施加等一系列要素；得到了土石结合部渗透破坏的破坏特征、发展变化过程及规律；分析了土体性质、水力比降、接触带不密实区压实度等对土石结合部接触冲刷渗透破坏的影响，建立了考虑时间变量的接触冲刷各因素的数学模型；提出了土石结合部渗透破坏评判准则以及提高土石结合部抗渗能力的具体措施。
技术特点
1、测试技术实现了土石结合部渗透破坏的室内模拟及主要影响因素的辨识，试验装置符合工程实际且操作简便。
2、可进行土石结合部不同土体、不同压实度及不同裂隙缺陷情况下的渗透破坏试验，得到土石结合部渗透破坏的发展变化过程及规律。
3、明确了土石结合部接触冲刷渗透破坏的影响因素，可得到土石结合部病险指标参数与穿堤建筑物安全稳定之间的量化关系，可建
立考虑时间变量的接触冲刷各因素的数学模型，其计算参数明确。
4、测试过程稳定高效、测试结果合理准确、试验装置日常自检、维护费用较低。
适用范围
适用于水闸及堤坝等工程安全检测及安全评价。
土石混合介质水分入渗特性试验研究
土石混合介质水分入渗特性试验研究
杨艳芬;王全九;曾辰;李剑;李涛
【期刊名称】《水土保持学报》
【年(卷),期】2009()5
【摘要】土壤中碎石的存在改变了土壤结构和土壤水分运动规律,为研究碎石含量和碎石粒径对土石混合介质水分入渗特性的影响,利用垂直一维积水入渗试验资料对其进行分析。
结果表明:土石混合介质的累积入渗量和湿润锋推进速度均小于细土,碎石含量对累积入渗量和湿润锋的影响存在一个转折点,该转折点因粒级不同而不同;碎石含量对含水量剖面的影响表现为含水量随含石量增加而下降;碎石粒径只对混合介质本身的物理特性有影响,对水分入渗无明显影响。
【总页数】5页(P87-90)
【关键词】土石混合介质;碎石含量;碎石粒径;水分入渗特性
【作者】杨艳芬;王全九;曾辰;李剑;李涛
【作者单位】西安理工大学水资源研究所;中国科学院水利部水土保持研究所/黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】S151.9
【相关文献】
1.土石混合介质入渗模型及其参数影响因素研究 [J], 杨艳芬;王全九;曾辰;刘建军;李涛
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粗颗粒土的渗透及渗透变形试验
①取样位置。应选择有代表性地层和渗流流态条件的不同部位，如防渗墙底部、坝基内部段、水流出逸段、抗渗强度较低处等部位取样。
②在取样地点。首先挖一尺寸大于试样尺寸的土柱，除去土样表面的扰动土，再用削土工具小心地慢慢地将土样削至所要求尺寸（圆形）。
③环绕土柱底四周的水平土面上铺垫一层砂，并使垫砂平整。
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粗颗粒土的渗透及渗透变形试验
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（5）根据工程要求，如需要在试验过程中在试样顶面施加荷载，则利用加荷设备，通过活塞及上透水板对试样施加荷载。
（6）试验时，选择初始渗透坡降及渗透坡降递增值，应先根据细粒含量大致判别试样渗透变形的破坏形式。如为管涌破坏，则渗透坡降初始值及递增值要小一些。如为流土破坏，则渗透坡降初始值及递增值应大一些。其原则是既要测得试样临发生变形前的坡降 又能准确地测得临界坡降。
图2.0.1 Lgi～Lgv曲线
当Lgi～Lgv关系曲线的斜率开始变化，并观察到细颗粒开始跳动或被水流带出时，认为该试样达到了临界坡降ik其值为：
ik=i2+i12
式中 i2——开始出现管涌时的坡降
i1——开始出现管涌前一级的坡降
试验设备及试验操作
1.仪பைடு நூலகம்设备
（1）垂直渗透变形仪：包括仪器筒、顶盖、底座、透水板及支架。
（7）提升供水箱，使供水箱的水面高出渗透容器的溢水口（上进水口），保持常水头差， 形成初始渗透坡降。
黄土区土石混合介质水分运动试验研究及数值模拟的开题报告
黄土区土石混合介质水分运动试验研究及数值模拟的开题报告本篇开题报告主要介绍黄土区土石混合介质水分运动试验研究及数值模拟的研究内容、目的和意义，以及研究计划和进度安排等相关信息。
一、研究背景黄土区地区广阔，土地潜力大，但是由于气候条件恶劣，土地有着较大的不稳定性，易发生水土流失等自然灾害。
因此，黄土区土石混合介质的研究至关重要。
研究黄土区土石混合介质的水分运动规律，不仅可以改善该地区的土地质量，减少水土流失等灾害事件的发生，还可以为该地区的农业生产提供重要的基础性数据。
二、研究目的和意义1、深入了解黄土区土石混合介质的水分运动规律，为该地区的水利建设、农业生产提供基础性数据。
2、借助数值模拟模型对黄土区土石混合介质的水分运动规律进行模拟研究，可以提高研究结果的精度，并且可以扩大研究范围。
3、探索黄土区土石混合介质中雨水渗透规律，为防止水土流失等灾害事件的发生提供科学依据。
三、研究内容和方法1、试验研究：通过模拟黄土区土石混合介质的实际情况，测试不同含水量的介质在不同降雨强度和时长条件下的渗透速率和总渗透量等数据，以及介质渗透性和产流特性等物理指标。
2、数值模拟：根据试验研究数据，建立数值模拟模型，模拟不同降雨条件下介质的渗透规律，并且评估不同介质条件下的水土流失情况。
四、研究计划和进度安排1、研究内容：阶段一：文献调研，确定试验方法和数值模拟方案；阶段二：进行水分运动试验研究，获得试验数据；阶段三：根据试验数据，建立数值模拟模型，并进行模拟计算；阶段四：评估模拟结果的精度，并提出建议和措施。
2、进度安排：计划完成时间：2022年6月。
阶段一：2021年6月-2021年9月；阶段二：2021年10月-2022年1月；阶段三：2022年2月-2022年4月；阶段四：2022年5月-2022年6月。
五、论文预期结论通过深入分析黄土区土石混合介质的水分运动规律，以及使用数值模拟模型对其进行模拟研究，本研究将能够得出以下预期结论：1、介质渗透性和产流特性指标与含水量、降雨强度等因素密切相关；2、数值模拟模型可以较好地模拟黄土区土石混合介质的水分运动规律，可以为土地利用规划和洪涝防治等方面提供重要的数据支持；3、探索黄土区土石混合介质中雨水渗透规律，为防止水土流失等灾害事件的发生提供科学依据。
土的渗透性及渗透试验
土的渗透性及渗透试验影响渗透性的因素是很复杂的，主要有粘粒含量，矿物成分，溶液性质，孔隙大小、形状、连通性。
并且由于一些原因会使土的渗流规律出现偏离达西定律的现象。
渗透系数——液体在单位压力梯度下渡过单位土截面的量。
假设与压力梯度和液体流量q 成线性关系，从而可有达西定律：iA q k 水力梯度流体所流过的面积液体流量渗透系数⨯=A qv 截面面积流量渗透速度=然而需要注意的是截面面积A 为所考虑的整个土体的截面面积，但是其中的一部分是土颗粒，因此水实际流过的面积要小的多。
实际的平均渗透速度t v 应该比v 更大，可以用下式解出：nv e e v v t =+⋅=1其中，孔隙比e ：土中孔隙体积与土颗粒体积之比，s v V V =e 孔隙率n ：土中孔隙体积与土总体积之比，(%)100⨯=VV n v 土的渗透性主要受土体宏观结构的影响：如果黏土有裂隙或者含有细砂都会导致其渗透性增大到黏土本身渗透性的数倍。
水平向渗透性与竖向渗透性水的渗透会沿着阻力最小的方向，实验室试样尺寸很小以及试样的获得和制备方法，在大尺寸时的性质并不能体现，并且试验结果并不能完全代表拥有显著宏观结构原位土的性质。
另外，实验室试验往往是采用外力强迫水在土样中发生竖向流动，然而在现场最为关心的重要因素为水平向渗透性，因为它在实际中表现得更为显著，原位试验就可以克服这种缺点。
土渗透性的影响因素：土的粒度成分及矿物成分、合水膜厚度、土的结构构造、水的粘滞度、土中气体渗透水流施于单位土体内土粒上的力称为渗流力、动水压力。
当渗流力和土的有效重度相同且方向相反时，土颗粒间的压力等于零，土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定。
这种现象称为流土，此时的水头梯度成为临界水头梯度icr。
流土：是指在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒群同时起动而流失的现象。
它主要发生在地基或土坝下游渗流逸出处。
管涌：指在渗流作用下土体的细土粒在粗土粒形成的孔隙通道中发生移动并被带出的现象。
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２ 贵州 省交 通规划 勘察设计研究院 ， ． 贵州 贵阳
５００ ） ５ ０ １
摘 要 ： 土石 混合体 属 于典 型的 多孔介 质 ， 渗 透 特性 与 砾 石 的体积 分 数 关 系密切 ． 其 通 过 自制 的常水 头渗 透仪 ， 定 了不 同含砾 量 时土石 混合 体渗 透 系数 值 ， 究发现含 砾 量与土 测 研 石混合 体渗 透 系数之 间存在 指数 关 系； 于幂平均 法 。 出了土石混 合体 复合渗 透 系数 的计 基 提 算公 式 ， 并通过 试验 结 果验证 了该 式的 正确性 ， 土石 混合体渗 透 系数 的理 论计 算提供 了一 为 个 简明有 用的 计算 工具 ． 关键 词 ： 透性 能 ； 渗 土石 混合体 ； 多孔 介质 ； 复合渗 透 系数 ； 经验 公式
文章 编 号 ：０ ０２ ７ （０ ６ ０ —０ ５０ １０ ＋４ ２ ２ ０ ）６０ ２ ．４
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第３ ３卷
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大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
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２００６年 １２月
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