考虑微观结构的非饱和渗透系数计算公式.pdf

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1、34探矿工程(岩土钻掘工程)第36卷第6期考虑微观结构的非饱和渗透系数计算公式牛文杰，叶为民，陈宝一，钱丽鑫‘'(1．同济大学地下建筑与S-程系，上海200092；2．同济大学岩土及地下工程教育部重A实验室，上海200092)摘要：分维理论是预测非饱和渗透系数的一种常用方法。在对有侧限条件下高庙子膨润土的非饱和渗透系数的试验结果分析后，发现分维理论并不适用，其缺陷在于不能够反映膨润土这种特殊粘土在水化过程中的微观结构变化。因为膨润土是一种纳米材料，其小孑L隙和大孔隙分布在水化过程中都会发生变化，而一般性粘土和砂土

2、没有这种特殊的物理化学特性。结合Kozeny—Carman关于多孔介质的半经验公式，提出了半经验一半理论的考虑微结构的膨润土的非饱和渗透系数计算公式在对高庙子膨润土的扫描电镜试验和压汞试验资料分析的基础上，定性验证了所提出公式的正确性。关键词：膨润土；分维理论；微观结构变化；非饱和渗透系数；侧限条件中图分类号：TU41文献标识码：A文章编号：1672—7428(2009)06—0034—06TheEquationsofUnsaturatedPermeabilityConsideringtheMicrostruct

3、ure／N1UWen-fie一，YEWei．min’一，CHENBao，QIANLi一而。。(1．TheDepartmentofCivilEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China；2．KeyLabo—ratoryofGeotechnicalandUndergroundEngineeringofMinistryofEducation．TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：Thefractaltheory

4、isacommonmethodtopredicttheunsaturatedpermeability．ButthetheorycannotbeusedinthecomputingofunsaturatedpermeabilityofGaomiaozibentoniteinconfinedcondition．Themicrostmctureofbentonitechangedalotinthesaturationprocess，andthisphenomenoncannotbereflectedintheequat

5、ionsoffractaltheory．Themi—croporesandmacroporesofbentonitechangedalotinthesaturationprocesswhichisdiferentwiththecommonsandorclay．WiththeconsiderationofKozeny—Carmanequation，asemiempirical—semitheoryticalunsaturatedpermeabilityequationconsideringthemicrostruc

6、tureofbentonitehasbeenproposedbasedontheSEMtestandMIPtestofGaomiaozibentonite．ThenewequationWasusedintheanalysisofunsaturatedpermeabilityofGaomiaozibentoniteintheconfinedcondition．Keywords：bentonite；fractaltheory；microstructurechange；equationsofunsaturatedper

7、meability；confinedconditionO引言饱和度变化下的相对渗透系数计算公式。另外，在核废料处置工程中，需要对装填核废料的包VanGenuehten在1980年提出了描述液体的相对渗装容器设置屏障以阻隔核素和水分的迁移，压实土透系数k1(S)和有效饱和度．s之间的关系式。国通常被作为密封材料¨。膨润土最重要的性质之内对非饱和土的渗透系数计算的研究，表现在考虑一就是极低的渗透特性(10一～10cm／s；JNC，有效饱和度(徐永福等，2005)和吸力(孙大松2000)和膨胀的性质。因此，压实膨润土和

8、砂一等，2004)修正的非饱和渗透系数计算公式上。膨润土混合物被用来作为核废料的缓冲和回填材料对于膨润土这种特殊的粘土，上述公式已经不越来越受到关注。能够描述微结构的变化对渗透系数的影响，主要存膨润土作为一种非饱和土，吸力、相对渗透系数在以下几方面问题：和土一水曲线对非饱和渗透系数的影响越来越得到(1)膨润土的微结构和孔隙结构对它的渗透系关注，考虑含水量变化的非饱和渗透系