基于核磁共振及分形理论预测非饱和土石混合体SWCC

作者：幸锦雯; 孙文^*; 余光耀; 徐娜; 麻建宏

来源：水利水电技术(中英文), 2023, 54(10): 180-189.

DOI：10.13928/j.cnki.wrahe.2023.10.016

• 土石混合体(SRM)
• 核磁共振(NMR)
• 分形理论
• 土—水特征曲线(SWCC)

【目的】土石混合体的物理力学特性与土—水特征曲线(SWCC)关系紧密，直接或间接测量SWCC费时耗力，且所得结果具有离散性，因此建立预测非饱和土石混合体SWCC的理论模型具有现实意义。【方法】采用NMR技术反演得到横向弛豫时间T2图谱，将之转化为累计孔隙体积曲线，从而结合Young-Laplace′s理论及分形理论，以T2为纽带建立起体积含水率与基质吸力的理论模型，并对模型进行验证。【结果】结果显示：土石混合体具有多重分形特征，对其进行分区研究，可由体积含水率与基质吸力在双对数坐标中的斜率换算得出不同孔隙半径范围内的分形维数；体积含水率与基质吸力的对数值存在强烈的线性关系，其相关系数均≥0.995;初始含水率与模型中的拟合参数具有线性关系，且相关系数均≥0.990,模型中的参数均可通过初始含水率进行求解。【结论】结果表明：模型预测结果与实测SWCC吻合程度较高，可以很好地应用于非饱和土石混合体的SWCC预测中。

• 单位
  兰州交通大学; 土木工程学院