一种预测非饱和相对渗透系数的方法技术

本发明专利技术公开了一种预测非饱和相对渗透系数的方法，通过测得的非饱和相对渗透系数kr与基质吸力Ψ的关系图，结合非饱和相对渗透系数分形模型Ⅱ，拟合得到变形前的指数λ0和变形前初始孔隙比e0的进气值Ψa0，通过计算得到变形后进气值Ψa，结合变形后的指数λ＝变形前的指数λ0，在Kr‑Ψ关系图中，对于小于进气值Ψ的低吸力阶段，Kr‑Ψ曲线为一重合的水平线；对于大于进气值Ψ的高吸力阶段，对原有的Kr‑Ψ直线朝右方向作平行直线，以此来预测任意变形条件下的非饱和相对渗透系数kr。克服了已有的非饱和相对渗透系数分形模型通过特定的关系来计算指数λ0的缺陷，扩大了非饱和相对渗透系数模型的适用范围，提高了预测精度。

A Method for Predicting Unsaturated Relative Permeability Coefficient

The present invention discloses a method for predicting unsaturated relative permeability coefficient. By measuring the relationship between unsaturated relative permeability coefficient Kr and matrix suction_, combining with unsaturated relative permeability coefficient fractal model II, the air intake value A0 of index lambda 0 before deformation and initial void ratio E0 before deformation is fitted, and the air intake value a after deformation is calculated, and the index lambda after deformation is combined with the air intake value A0 after deformation. In the Kr_diagram, the Kr_curve is a coincident horizontal line for the low suction stage less than the intake value_, and in the high suction stage larger than the intake value_, the original Kr_straight line is parallel to the right, so as to predict the unsaturated relative permeability coefficient Kr under arbitrary deformation conditions. It overcomes the shortcoming of existing fractal model of unsaturated relative permeability coefficient that calculates exponent lambda 0 through specific relationship, enlarges the application scope of unsaturated relative permeability coefficient model and improves the prediction accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种预测非饱和相对渗透系数的方法
本专利技术涉及研究岩土工程中非饱和土水-力耦合以及变形条件下土体的渗流特性
，具体涉及一种预测非饱和相对渗透系数的方法。
技术介绍
非饱和土渗流分析是岩土和环境等实际工程研究的热点问题之一，例如降雨导致边坡滑坡灾害、土质堤坝的防渗、地下土体污染物的迁移等都涉及渗流问题，非饱和相对渗透系数则是非饱和土渗流分析问题中关键性的参数。非饱和相对渗透系数可以通过试验直接获取，但直接测试的方法不仅操作复杂、耗时耗力，而且现有测试仪器的测量精度和可操作性仍有待提高。此外，复杂条件下的非饱和土渗透分析也必须以渗透系数预测方法为基础，比如试验无法满足任意变形条件下非饱和相对渗透系数的测量需求。可见，对变形条件下非饱和相对渗透系数的预测方法进行研究是具有重要意义的。目前，在利用分形理论预测非饱和相对渗透系数方面，假设非饱和相对渗透系数模型中指数λ与分维数D具有线性关系的有三种，比如Tao&Kong模型中λ＝5-D、Mualem模型中λ＝9.5-2.5D、Burdine模型中λ＝11-3D，而实际上，这三种关系难以含括所有情况。若利用这几种特定关系得到指数λ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预测非饱和相对渗透系数的方法，其特征在于：所述预测方法为：1)通过试验测得在变形前初始孔隙比e0、不同基质吸力下土样的非饱和相对渗透系数kr实测数据，进而得到非饱和相对渗透系数kr与基质吸力Ψ的关系图；根据非饱和相对渗透系数分形模型Ⅱ，拟合得到变形前的指数λ0和变形前初始孔隙比e0的进气值Ψa0，土样变形前后分维数D不变，根据非饱和相对渗透系数分形模型Ⅱ中指数λ是与分维数D线性相关的系数，则变形后的指数λ＝变形前的指数λ0；其中，分形模型Ⅱ为

【技术特征摘要】
1.一种预测非饱和相对渗透系数的方法，其特征在于：所述预测方法为：1)通过试验测得在变形前初始孔隙比e0、不同基质吸力下土样的非饱和相对渗透系数kr实测数据，进而得到非饱和相对渗透系数kr与基质吸力Ψ的关系图；根据非饱和相对渗透系数分形模型Ⅱ，拟合得到变形前的指数λ0和变形前初始孔隙比e0的进气值Ψa0，土样变形前后分维数D不变，根据非饱和相对渗透系数分形模型Ⅱ中指数λ是与分维数D线性相关的系数，则变形后的指数λ＝变形前的指数λ0；其中，分形模型Ⅱ为Kr(Ψ)为非饱和相对渗透系数，指数λ是与分维数D线性相关的系数，Ψa为变形后的进气值，Ψ为基质吸力；2)由步骤1)变形前初始孔隙比e0的Kr-Ψ关系图中得出，在小于进气值Ψ的低吸力阶段，Kr-Ψ曲线为一重合的水平线，在大于进气值的高吸力阶段，Kr-Ψ曲线为一组平行的直线；通过进气值预测公式Ⅲ计算得到变形后进气值Ψa，结合步骤1)中变形后的指数λ＝变形前的指数λ0，在Kr-Ψ关系图中，对于小于进气值Ψ的低吸力阶段，Kr-Ψ曲线为一重合的水平线；对于大于进气值Ψ的高吸力阶段，对原有的Kr-Ψ直线朝右方向作平行直线，以此来预测任意变形条件下的非饱和相对渗透系数kr；其中，进气值预测公式Ⅲ为Ψa0为步骤1)中变形前初始孔隙比e0的进气值，e1为变形后的孔隙比，D为分维数，且D在变形过程中为定值。2.根据权利要求1所述预测非饱和相对渗透系数的方法，其特征在于：所述步骤1)中，根据已有的三种渗透系数模型和SWCC分形模型推导非饱和相对渗透系数分形模型具体推导过程为：三种渗透系数模型和SWCC分形模型为：Tao&Kong模型非饱和相对渗透系数其中，公式(1)中，ψ为基质吸力、θr表示残余体积含水率、θs表示饱和体积含水率、θ表示体积含水率；Mualem模型非饱和相对渗透系数其中，公式(2)中，ψ为基质吸力、θr表示残余体积含水率、θs表示饱和体积含水率、θ表示体积含水率、Se为有效饱和度；Burdine模型非饱和相对渗透系数其中，公式(3)中，ψ为基质吸力、θr表示残余体积含水率、θs表示饱和体积含水率、θ表示体积含水...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶高梁，匡航，庄心善，胡其志，肖衡林，马强，李丽华，朱志政，万娟，李奕，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42