粗粒土渗透试验边壁孔隙特征及处理层最优厚度研究

作者：刘孟适; 罗强^*; 蒋良潍; 陆清元; 梁多伟

来源：岩土力学, 2019, 40(05): 1787-1796.

DOI：10.16285/j.rsm.2018.0259

• 渗透试验
• 边壁效应
• 边界孔隙比
• 颗粒堆积模式
• 处理层最优厚度

室内渗透试验的边壁效应对粗粒土渗透系数的测定影响显著。从颗粒与边壁间孔隙的组成特征出发,根据边壁孔隙体积Vb与构成边壁孔隙的颗粒关联体积Vs之比,定义了试样边界孔隙比eb。基于等直径圆堆积原理,确立了边壁颗粒的堆积模式,构建了考虑边壁处理层厚度的边界孔隙比平面几何计算模型,并通过空间和颗粒级配修正导出了eb表达式;以eb与试样孔隙比e相等为原则,提出了确定边壁处理层最优厚度hopt的等效孔隙比法,探讨了渗透仪直径D与边壁效应的关系。研究表明:边壁引起的多余孔隙将提高边壁处的渗流速度;边壁颗粒存在两颗粒、三颗粒锐角以及三颗粒钝角3类典型平面堆积模式,与此对应的eb依次增加;hopt由试样级配、密实程度、颗粒密度、边壁颗粒堆积模式以及D等因素决定,其估算值与试验结果吻合;D超过8倍试样最大粒径后边壁效应对渗透试验结果的影响不再显著。

• 单位
  中国中铁二院工程集团有限责任公司; 土木工程学院; 西南交通大学