土体渗透系数的预测方法以及相关设备技术

本发明专利技术实施例提供了一种土体渗透系数的预测方法及相关设备，可以减少干密度土体渗透系数的测试时间，提高土体渗透系数的计算效率。该方法包括：确定目标干密度土体的标准孔隙渗透系数；确定目标干密度土体所对应的第一孔径分布信息和待测干密度土体所对应的第二孔径分布信息，所述待测干密度土体与所述目标干密度土体为不同的干密度土体；根据预先构建的毛细管渗透模型、所述第一孔径分布信息、所述第二孔径分布信息以及所述标准孔隙渗透系数确定所述待测干密度土体所对应的待测孔隙渗透系数；根据所述待测孔隙渗透系数确定所述待测干密度土体所对应的土体渗透系数。待测干密度土体所对应的土体渗透系数。待测干密度土体所对应的土体渗透系数。

【技术实现步骤摘要】
土体渗透系数的预测方法以及相关设备


[0001]本专利技术涉及土木工程领域，尤其涉及一种土体渗透系数的预测方法以及相关设备。

技术介绍

[0002]土体的渗透系数和基坑、土石坝的稳定性以及垃圾填埋场的正常运营都紧密相连。因此，准确、快速的计算出渗透系数对岩土工程的安全建设和经济效益有着十分重要的意义。
[0003]目前针对土体渗透系数的测定方法主要采用常水头法实验和变水头法试验。然而无论常水头法实验，还是变水头法实验来测试土体的渗透系统，其都需要耗费大量的时间。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种土体渗透系数的预测方法及相关设备，可以减少干密度土体渗透系数的测试时间，提高土体渗透系数的计算效率。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种土体渗透系数的预测方法，该方法包括：
[0006]确定目标干密度土体的标准孔隙渗透系数；
[0007]确定目标干密度土体所对应的第一孔径分布信息和待测干密度土体所对应的第二孔径分布信息，所述待测干密度土体与所述目标干密度土体为不同的干密度土体；
[0008]根据预先构建的毛细管渗透模型、所述第一孔径分布信息、所述第二孔径分布信息以及所述标准孔隙渗透系数确定所述待测干密度土体所对应的待测孔隙渗透系数；
[0009]根据所述待测孔隙渗透系数确定所述待测干密度土体所对应的土体渗透系数。
[0010]本专利技术第二方面提供了一种土体渗透系数的预测装置，包括：
[0011]第一确定单元，用于确定目标干密度土体的标准孔隙渗透系数；
[0012]第二确定单元，用于确定目标干密度土体所对应的第一孔径分布信息和待测干密度土体所对应的第二孔径分布信息，所述待测干密度土体与所述目标干密度土体为不同的干密度土体；
[0013]第三确定单元，用于根据预先构建的毛细管渗透模型、所述第一孔径分布信息、所述第二孔径分布信息以及所述标准孔隙渗透系数确定所述待测干密度土体所对应的待测孔隙渗透系数；
[0014]第四确定单元，用于根据所述待测孔隙渗透系数确定所述待测干密度土体所对应的土体渗透系数。
[0015]本专利技术实施例第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现如上述第一方面所述的土体渗透系数的预测方法的步骤。
[0016]本专利技术实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的土体渗透系数
的预测方法的步骤。
[0017]综上所述，可以看出，本专利技术提供的实施例中，通过确定目标干密度土体的标准孔隙渗透系数；确定目标干密度土体的第一孔径分布信息和待测干密度土体所对应的第二孔径分布信息，待测干密度土体与目标干密度土体为不同的干密度土体；根据预先构建的毛细管渗透模型、第一孔径分布信息、第二孔径分布信息以及标准孔隙渗透系数确定所待测干密度土体所对应的待测孔隙渗透系数；根据待测孔隙渗透系数确定待测干密度土体所对应的土体渗透系数。相对于目前的变水头实验，可以减少干密度土体渗透系数的测试时间，提高土体渗透系数的计算效率。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例提供的土体渗透系数的预测方法的流程示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的土体渗透系数的预测装置的虚拟结构示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的一种土体渗透系数的预测装置的硬件结构示意图；
[0021]图4为本专利技术实施例提供的一种电子设备的实施例示意图；
[0022]图5为本专利技术实施例提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]在以下的说明中，本专利技术的具体实施例将参考由一部或多部计算机所执行的步骤及符号来说明，除非另有述明。因此，这些步骤及操作将有数次提到由计算机执行，本文所指的计算机执行包括了由代表了以一结构化型式中的数据的电子信号的计算机处理单元的操作。此操作转换该数据或将其维持在该计算机的内存系统中的位置处，其可重新配置或另外以本领域测试人员所熟知的方式来改变该计算机的运作。该数据所维持的数据结构为该内存的实体位置，其具有由该数据格式所定义的特定特性。但是，本专利技术原理以上述文字来说明，其并不代表为一种限制，本领域测试人员将可了解到以下所述的多种步骤及操作亦可实施在硬件当中。
[0025]本专利技术的原理使用许多其它泛用性或特定目的运算、通信环境或组态来进行操作。所熟知的适合用于本专利技术的运算系统、环境与组态的范例可包括(但不限于)手持电话、个人计算机、服务器、多处理器系统、微电脑为主的系统、主架构型计算机、及分布式运算环境，其中包括了任何的上述系统或装置。
[0026]本专利技术中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0027]土体的渗透性随着干密度的增大而减小。显然，土体渗透系数的大小主要取决于土骨架构成的孔径大小、分布以及相互连接方式。土体孔隙结构随着土体饱和度的变化而变化。核磁共振技术把氢质子当作探头来监测土体孔隙水的大小及分布状态。当土体处于饱和状态时，孔隙水的大小及分布反映的就是土体孔径的大小及分布。因此，核磁共振技术
可以快速的为计算土体渗透系数提供孔径大小及分布这两个重要的信息。压汞法获得孔径大小及分布前，需要对土体做冷冻干燥预处理，土体水分的散失会使土体孔隙结构发生改变。与压汞法相比，核磁共振技术具有快速、无损、环保等显著优势。
[0028]显而易见，土体的孔隙通道是错综复杂的。本专利技术把土体的通道理想化，假设通道由若干个不同孔径的圆柱串联而成，而且最小孔径的圆柱控制着通道的流量。结合达西定律(Darcy's law)和泊肃叶定律(Poiseuille's law)可推导出一个计算渗透系数的毛细管模型。该模型通过数学方法计算不同孔径之间的拼接概率，进而解决不同孔径如何相互连接的问题。
[0029]下面从土体渗透系数的预测装置对土体渗透系数的预测方法进行说明，该土体渗透系数的预测装置可以为服务器，也可以为服务器中的服务单元，具体不做限定。
[0030]请参阅图1，图1为本专利技术实施例提供的土体渗透系数的预测方法的流程示意图，包括：
[0031]101、确定目标干密度土体的标准孔隙渗透系数。
[0032]本实施例中，土体渗透系数的预测装置可以确定目标干密度土体的标准孔隙渗透系数，具体的，通过如下公式确定目标干密度土体的标准孔隙渗透系数：
[0033][0034]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土体渗透系数的预测方法，其特征在于，包括：确定目标干密度土体的标准孔隙渗透系数；确定目标干密度土体所对应的第一孔径分布信息和待测干密度土体所对应的第二孔径分布信息，所述待测干密度土体与所述目标干密度土体为不同的干密度土体；根据预先构建的毛细管渗透模型、所述第一孔径分布信息、所述第二孔径分布信息以及所述标准孔隙渗透系数确定所述待测干密度土体所对应的待测孔隙渗透系数；根据所述待测孔隙渗透系数确定所述待测干密度土体所对应的土体渗透系数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先构建的毛细管渗透模型、所述第一孔径分布信息、所述第二孔径分布信息以及所述标准孔隙渗透系数确定所述待测干密度土体所对应的待测孔隙渗透系数包括：根据所述毛细管渗透模型以及所述第一孔径分布信息确定所述目标干密度土体所对应的第一孔隙参数；根据所述毛细管渗透模型以及所述第二孔径分布信息确定所述待测干密度土体所对应的第二孔隙参数；根据所述第一孔隙参数、所述第二孔隙参数以及所述标准孔隙渗透参数确定所述待测孔隙渗透系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一孔隙参数、所述第二孔隙参数以及所述标准孔隙渗透参数确定所述待测孔隙渗透系数包括：通过如下公式确定所述待测孔隙渗透系数：其中，为所述待测孔隙渗透系数，(PSP)
B
为所述第二孔隙参数，(PSP)
A
所述第一孔隙参数，为所述标准孔隙渗透系数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过如下公式确定所述第二孔隙参数：其中，PSP
B
为所述第二孔隙参数，n
B
为所述待测干密度土体所对应的孔隙率，N
p
为组成水流路径的圆柱形毛细管个数，取中的最小值，T
2i
为所述待测干密度土体所对应的时间分布曲线，f((T
2i
)
B
)为T
2i
的分布概率。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测孔隙渗透系数确定所述待测干密度土体所对应的土体渗透系数包括：通过如下公式确定所述待测干密度土体所对应的土体渗透系数：
其中，kB为所述待测干密度土体所对应的土体渗透系数，为所述待测孔隙渗透系数，nB为所述待测干密度土体所对应的孔隙率，nB为所述待测干密度土体所对应的孔隙率，为所述待测干密度土体的干密度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴广水，田慧会，韦昌富，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：