基于等效土颗粒的土体渗透系数计算方法及模型构建方法技术

本发明专利技术涉及土力学及流体力学领域，为了提供一种适用各类型土颗粒且精度更高的渗透系数计算方法，提供了基于等效土颗粒的土体渗透系数计算方法及模型构建方法，引入等效土颗粒和等效孔隙比的概念，构建了一个将粗粒土与细粒土二者统一的柯森‑卡门公式，以此作为获取土体饱和渗透系数的手段，有效克服了试验法耗时久、费用高且难以获取高质量具代表性的试样等一系列问题，也在一定程度上解决了公式法适用范围受限，且预测精度较低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土力学及流体力学领域，具体是一种基于等效土颗粒的土体渗透系数计算方法及模型构建方法。

技术介绍

1、渗透系数又称水力传导系数。在各向同性介质中，它定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度。土体的饱和渗透系数在涉水边坡稳定性分析、水污染和废物储存工程设施建设及土坝防渗设计中具有十分重要的作用。为了避免试验的繁杂程序、漫长的时间花费及昂贵的费用对工程产生影响，许多学者从公式的角度对饱和渗透系数进行研究。在众多公式中，柯森-卡门公式准确度相对较高且广泛被学者所认同。柯森-卡门公式如下所示：

2、

3、式中k是土的饱和渗透系数(m/s)；cs是一个和孔隙通道的形状和弯曲度有关的常系数，通常取值约为0.2；g是重力加速度(m/s2)；μw是水的动力粘度(n·s/m2)；ρw是水的密度(kg/m3)，gs是土颗粒的比重(gs＝ρs/ρw)，ss是比表面积(m2/kg)；et是总孔隙比。

4、经过大量的研究验证柯森-卡门公式对粗粒土有较高的精度但对于细粒土的计算结果却往往不尽人意。

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【技术保护点】

1.基于等效土颗粒的土体渗透系数计算模型的构建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于等效土颗粒的土体渗透系数计算模型的构建方法，其特征在于，所述步骤2中采用常水头渗透试验和变水头渗透试验获取渗透系数和孔隙比数据。

3.根据权利要求1或2所述的基于等效土颗粒的土体渗透系数计算模型的构建方法，其特征在于，所述步骤3中，利用级配参数计算粗粒土的比表面积，通过含水量与塑性状态的转变建立比表面积与液限的半经验关系计算细粒土的比表面积。

4.根据权利要求3所述的基于等效土颗粒的土体渗透系数计算模型的构建方法，其特征在于，粗粒土表面积Ss的计算公式为...

【技术特征摘要】

1.基于等效土颗粒的土体渗透系数计算模型的构建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于等效土颗粒的土体渗透系数计算模型的构建方法，其特征在于，所述步骤2中采用常水头渗透试验和变水头渗透试验获取渗透系数和孔隙比数据。

3.根据权利要求1或2所述的基于等效土颗粒的土体渗透系数计算模型的构建方法，其特征在于，所述步骤3中，利用级配参数计算粗粒土的比表面积，通过含水量与塑性状态的转变建立比表面积与液限的半经验关系计算细粒土的比表面积。

4.根据权利要求3所述的基于等效土颗粒的土体渗透系数计算模型的构建方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宇豪，梅稚平，肖华波，杨静熙，李青春，唐忠敏，刘阜羊，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：