晚更新世黄土脱湿-吸湿全过程土水特征曲线研究.pdf

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1、第４１卷，第４期公路工程Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．４２０１６年８月ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｇ．，２０１６晚更新世黄土脱湿－吸湿全过程土水特征曲线研究１１１２梁燕，程昌梦，杜鑫，李同录（１．长安大学公路学院特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西西安７１００６４；２．长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安７１００５４）［摘要］非饱和土土水特征曲线（ＳＷＣＣ）在非饱和土性质的研究中是很重要的。通过现场原位渗水试验、室内试验，结合数值反演得到了晚更新世黄土（Ｑ黄土）脱湿和吸湿土水特征曲线。用压力板仪测量Ｑ黄土脱湿过３３程中不同含水率下的吸力，之后用ＶａｎＧｅｎｕｃｈｔｅｎ经验公式对试

2、验数据进行拟合，得出了Ｑ黄土脱湿ＳＷＣＣ曲线３的数学表达式。在现场渗水试验的基础上，用随机搜索和经验逼近相结合的方法，通过数值计算反演Ｑ黄土吸湿３过程中的土水特征曲线参数。此外，还实测了Ｑ黄土竖直向的饱和渗透系数。结果表明：Ｑ黄土脱湿路径的进３３气值为４．１６ｋＰａ，饱和体积含水量为０．５２；吸湿路径的进气值为３．９２ｋＰａ，饱和体积含水量为０．４８。残余体积含水量为０．０１，残余饱和度为２．０％，残余的气体含量为４．０６％。竖直与水平向渗透系数的比率为１．６２，水平向饱和渗－６－５透系数为７．０８*１０ｍ／ｓ，竖直向饱和渗透系数为１．１４７*１０ｍ／ｓ。室内实测竖直方向饱和渗透系数

3、为２．７１*－５１０ｍ／ｓ，反演值与实测值是属于同一数量级的。［关键词］晚更新世黄土；土水特征曲线；压力板仪；现场渗水试验；渗透系数；进气值［中图分类号］Ｕ４１９．４［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７４—０６１０（２０１６）０４—００６７—０５ＴｈｅＳｔｕｄｙｏｆＳｏｉｌ-ＷａｔｅｒＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＣｕｒｖｅｏｆＱ３ＬｏｅｓｓｉｎｔｈｅＤｅｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ１１１２ＬＩＡＮＧＹａｎ，ＣＨＥＮＧＣｈａｎｇｍｅｎｇ，ＤＵＸｉｎ，ＬＩＴｏｎｇｌｕ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＨｉｇｈｗａｙ，Ｃｈａｎｇ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＫｅｙＬａｂｏｒａｔ

4、ｏｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＭｉｎｉｓｔｒｙｏｎＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉ-ｎｅｅｒｉｎｇｏｆＳｐｅｃｉａｌＲｅｇｉｏｎ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａｎｘｉ７１００６４，Ｃｈｉｎａ；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａｎｘｉ７１００５４，Ｃｈｉｎａ）［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｓｏｉｌ-ＷａｔｅｒＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＣｕｒｖｅ（ＳＷＣＣ）ｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｐｒｏｐｅｒ-ｔｉｅｓｏｆｔｈｅｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｓｏｉｌ．ＴｈｅＳＷＣＣｓｏｆＱｌｏｅｓｓｉｎｔｈｅ

5、ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅ３ｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｉｅｌｄｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｔｅｓｔ，ｉｎｄｏｏｒｔｅｓｔｓａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｂａｃｋａｎａｌｙｓｉｓ．ＴｈｅｍａｔｒｉｘｓｕｃｔｉｏｎｓｏｆＱｌｏｅｓｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｗａｔｅｒｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅ３ｐｌａｔｅｅｘｔｒａｃｔｏｒ，ａｎｄｔｈｅＳＷＣＣｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅＶａｎＧｅｎｕｃｈｔｅｎ’ｓｔｈｒｅｅ-ｐａｒａｍ

6、ｅｔｅｒｍｏｄｅｌ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｅｌｄｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｔｅｓｔ，ｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅＳＷＣＣｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＱｌｏｅｓｓｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｗａｔｅｒｂｙ３ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｂａｃｋａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｉｎｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｉｒ-ｅｎｔｒｙｖａｌｕｅｏｆＱｌｏｅｓｓｉｎｔｈｅｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｃｕｒｖｅｉｓ４．１６ｋＰａ，３ａｎｄｔｈｅｓａｔ

7、ｕｒａｔｅｄｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｓ０．５２．Ｔｈｅａｉｒ-ｅｎｔｒｙｖａｌｕｅｉｓ３．９２ｋＰａｉｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｃｕｒｖｅ，ａｎｄｔｈｅｓａｔｕｒａｔｅｄｖｏｌｕｍｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｓ０．４８．Ｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｓ０．０１，ｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｄｅｇｒｅｅｏｆｓａｔｕｒａｔｉｏｎｉｓ２．０％，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌａｉｒｃｏｎｔｅｎｔｉｓ４．０６％．Ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｔｈｅ