非饱和土直渗仪的研制与应用.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2012／2O(5)．0796．04非饱和土直渗仪的研制与应用术王念秦刘晓玲王建斌(西安科技大学地质与环境学院西安710054)摘要基于对非饱和土一黄土灾害的认识，设计了一套非饱和土垂直渗流实验仪。实验仪器包含降雨、径流、渗流(取样)以及富集等装置，可以较好地模拟大气降水、灌溉水等在黄土中入渗、富集过程，获得土体渗流路径、人渗锋面移动速度、渗透水量等参数；可以建立径流量一时间关系(径流速度)、雨水入渗锋面位移一时间关系(渗流速度)、渗流量一时间关系(

2、富集速度)，对黄土灾害(滑坡、崩塌、泥流等)研究具有重要意义。采用实地原状黄土试样进行实验，结果表明：实验仪器能够较好获取所需要的黄土渗透参数，简单而有效。关键词非饱和土垂直渗透实验仪研制应用中图分类号：TU41文献标识码：ADEVELoPMENTANDAPPLICATIoNoFVERTICALPERMEAMETERoNUNSATURATEDSoILWANGNianqinLIUXiaolingWANGJianbin(CollegeofGeologyandEnvironment，XianUniversityofScienceandTec

3、hnology，Xian710054)AbstractBasedonunsaturatedsoilrecognitionofloessdisasters，thispaperdesignsaverticalpermeameterin—strumentonunsatu—ratedsoil．Experimentinstrumentconsistsofprecipitation，runof，seepage(sampling)anden—richmentdevices．Ithasimportantsignificanceforstudyingo

4、nloessdisastersandtosimulatepermeationprocessinloessunderatmosphericprecipitationandirrigationwater．Itcanobtainparametersofseepagepath，infiltrationfrontvelocityandwatervolume．Thepaperhasestablishedcorrelationbetweenrunofvolumeandtime(runofve-locity)，displacementofinfilt

5、rationfrontandtime(seepagevelocity)，seepagevolumeandtimes(enrichmentveloci—ty)．Experimentsareconductedusingunsaturatedintactloess．Thetestresultsshowthattheexperimentinstrumentissimpleanduseful，andcanobtainpermeationparametersofloessbetter．KeywordsUnsaturatedintactloess，

6、Verticalpermeameter，Development，Application对黄土灾害(滑坡、崩塌、泥流等)的不利影响已经l引言得到广泛认同，并有“无水不滑”之说，为此，水对黄土土体的作用过程、作用方式方面的研究显得十分水(大气降水、农业灌溉水、工业生产用水等)必要。目前，国内外类似方面的研究较多。如，$收稿日期：2012—05—20；收到修改稿日期：2012—07—03．基金项目：国家自然科学基金重点项目(41130753)和国家自然科学基金项目(40972174)．第一作者简介：王念秦，主要从事岩土体稳定及地质灾害防治方

7、面的教学和科研．Email：younglock@163．COlll20(5)王念秦等：非饱和土直渗仪的研制与应用1965年Klute1研制稳态方法量测渗透系数的设流量(mL)；q为吸附量(或称下渗遗失量)(mL)。备，可得出压实土和原状土渗透系数与基质吸力关1931年Richard^6研究提出非饱和土水的流动系数据；1966年Wastonl2提出的原位瞬态剖面试仍然符合达西定律，即，验方法适用于地下水位深和非均质土的情况，可求Q：kFi(2)取渗透系数与体积含水量的关系。1971年Barden式中，Q为渗流量(I13·S)；F为过水断

8、面(in)；i和Paclakis¨3研制了三轴渗透仪，可同时测得土试为水力坡度(i=h／L，h为水头损失(In)，L为渗流路样的透气性系数和透水性系数，进而测定水渗透系径长度(m))；k为渗透系数(in·S)。数。200