一种能测量应力状态对非饱和土渗透系数影响的新型试验装置

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1、第24卷第1期岩石力学与工程学报Vol.24No.12005年1月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJan.，2005一种能测量应力状态对非饱和土渗透系数影响的新型试验装置1，2121111徐永福，兰守奇，孙德安，夏小和，杨洪杰，肖朝昀，王建华(1.上海交通大学建筑工程与力学学院，上海200030；2.名古屋工业大学土木工程系，名古屋466–8555日本)摘要：研制了一种能测量应力状态对非饱和土渗透系数影响的新试验装置。对比试验结果表明，用新装置测得的试验

2、结果与已有试验结果基本一致，说明用新装置得到的试验结果是可信的，能够达到预期的试验精度。关键词：土力学；土壤物理；试验装置；非饱和土；渗透系数；应力状态；吸力中图分类号：TU413文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)01–0160–05NEWAPPARATUSFORMEASUREMENTOFSTRESSEFFECTONPERMEABILITYOFUNSATURATEDSOILXUYong-fu1，2，LANShou-qi1，SUNDe-an2，XIAXiao-he1，YANGHong-ji

3、e1，XIAOChao-yun1，WANGJian-hua1(1.SchoolofCivilEngineeringandMechanics，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200030，China；2.DepartmentofCivilEngineering，NagoyaInstituteofTechnology，Nagoya466-8555，Japan)Abstract：Anintroductiontoanewapparatus，whichcanmeasurethee

4、ffectofstressstateonpermeabilityofunsaturatedsoil，isperformed.Theexperimentaldatameasuredusingthenewapparatusarecheckedbytheresultsobtainedfromothermethods.Itisshownbythecomparisonbetweentheexperimentaldatameasuredusingthisnewapparatusandthosefromothermeth

5、odsthatthisnewapparatusissuitabletomeasuretheeffectofstressstateonpermeabilityofunsaturatedsoilwithhighaccuracy.Keywords：soilmechanics；soilphysics；testapparatus；unsaturatedsoil；permeability；stressstate；suction和土复杂。首先，非饱和土保持水分的能力与它的1引言吸力有关；其次，非饱和土的渗透系数不是常数，

6、而是随其中的吸力和应力状态变化而变化；最后，近年来，降雨被视为引起土坡滑动的主要潜在非饱和土的渗透性与土体孔隙的弯曲因子(tortuous[1]威胁，并已在许多国家和地区造成巨大损失。对factor)有关，非饱和土孔隙的弯曲因子又直接与应降雨在非饱和土中渗透的物理机理以及降雨引起非力状态、土体吸力和土体结构有关。因此，确定非饱和土的吸力和强度变化已有许多研究成果，包括饱和土的渗透系数不像确定饱和土渗透系数那样容室内试验结果、现场检测结果和少量的数值分析结易，而是要困难得多。同时，确定非饱和土的渗透果。系数又

7、很重要，因为非饱和土的渗透系数不仅在分尽管与在饱和土中一样，水在非饱和土中的流析降雨对土坡稳定性影响时需要，而且在其他重要动也符合Darcy定律，但非饱和土的渗透性远比饱工程中，如地下水对垃圾填埋场和核废料填埋场的收稿日期：2003–03–03；修回日期：2003–05–23基金项目：国家自然科学基金资助项目(40201024)作者简介：徐永福(1967–)，男，1997年于河海大学岩土工程研究所获博士学位，现任副教授，主要从事非饱和土土力学、分形岩土力学和地下工程施工技术方面的教学与研究工作。E–mail

8、：yongfuxu@hotmail.com；yongfuxu@sjtu.edu.cn。第24卷第1期徐永福等.一种能测量应力状态对非饱和土渗透系数影响的新型试验装置•161•－8影响、地下污水的迁移、防洪堤渗漏等工程中都需般大于10cm/s，因此选用常水头试验来测量非饱要准确确定非饱和土的渗透系数。在实际工程(包括和土的渗透系数既具有较高的测量精度，又能满足以上提到的工程)中所遇到的土体，不仅是处于非饱实际工程的