粘土颗粒等效孔径的算法研究.pdf

西安理工.大学学报 Journal of Xi' an University of Technology(2016)Vol.32No.1
91
DOI:10.19322/.cnki.isn.1006-4710.2016.01.016
粘土颗粒等效孔径的算法研究
耿大新',王迎迎',李宇晗2
(1.华东交通大学土木建筑学院着土工程研究所,江西南昌30013;
2.南京水利科学研究院岩士工程研究所,江苏南京210029)
摘要:非饱和土中随机复杂的孔隙特征,对土体的工程性质产生重要的影响。为研究土体微观特
性,以不同黏粒含量的江西重塑红粘土为研究对象,进行土-水特征实验和土样一维毛细上升实验。
研究得到土样孔隙分布情況,提出粘土颗粒等效孔径的算法公式,给出增量步取值方式并详细介绍
了算法过程;验证了等效孔径公式的合理性,实现了微观结构的定量化;同时为最大毛细上升高度
的计算提供了一种有效的方法
关键词:非饱和土;等效孔径;毛细上升
中图分类号:TU4
文献标志码:A
文章编号:1006-4710(2016)01-0091-05
Research on the algorithm of equivalent aperture of clay particles
GENG Daxin, WANG Yingying, LI Yuhan
(1. Geotechnical Research Institute from School of Civil Engineering and Architecture
East China Jiaotong University, Nanchang 330013, China; 2. Geotechnical Research Institute
lanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China)
Abstract: The characteristics of randomicity and complexity about pores have a significant influ-
ence on the engineering properties of unsaturated soil. In order to analyze soil from microcosm
remolded red clay in Jiangxi Province with different clay contents are taken as research objects
The experiment on soil-water characteristic and experiment on one-dimensional capillary are con
ducted. The distribution of pores is obtained, and the algorithm of equivalent aperture of clay
particles is given. Moreover, the method of incremental step and detailed algorithm progress are
provided. The rationality of the formula is confirmed, a realization of the quantification of micro-
structure. Meanwhile an effective method is provided for the calculation of the maximum height
capillary rise,
Key words: unsaturated soil; the equivalent aperture; capillary rise
针对非饱和土的土体结构,其粒径方面的研究陶高梁等采用三种不同的试验方法,通过压缩变
较多,但土颗粒间的孔隙大小、形状及分布亦是土体形影响下土体结构内部孔隙孔径分布规律,研究土
结构组成的重要因素,对土体的毛细作用等工程水特征曲线的变化规律,指出在不同的压缩变形条
行为有着重要的影响。Arya等!建立经验模型,将件下,士体累积孔隙体积及土水特征曲线变化规律
粒度分布转化为孔径分布进行分析,通过士体的颗相近,整体上呈“扫帚型”分布形式。孙德安等运
粒级配、容重等参数预测其水分特征。 Griffiths用三种方法研究原状土和重塑土的土-水特征和孔
等对不同种类的粘土进行分析,研究其固结过程隙分布,指出两种土的孔隙结枃依次为单峰和双峰
中的孔隙尺寸分布情况。张先伟等の通过室内压缩且在不同千密度条件下,压实样内部粒何孔隙分布
试验,研究结构性粘土的孔隙变化规律,以深入了解
几乎相同。宋盛渊等0通过压泵试验并结合分形
土的变形机制。梁建伟等忉经试验指出,对于极细理论划分吹填土的孔径分布区间,研究在不同的地
基处理方式下,吹填土的孔隙分布特征。
粘土,孔隙微尺度效应是影响渗流特性的重要因素,
然而,已有的研究多围绕土样的粒度、孔隙结构
而土颗粒比表面积、孔隙尺度等是重要影响参数。
收稿日期:2015-09-0
基金项目:江西省自然科学基金资助项目(20142BAB206002
作者简介:耿大新,男,博土,副教授,研究方向为岩土工程、隧道工程等。Emai:gengdaxin@ecjtu.jx.cn