砂性土Ⅰ型反滤层渗透破坏试验研究

反滤层对提高土石坝安全具有重要作用,目前对于Ⅰ型反滤层破坏后渗透机理的研究较少.根据常水头渗透试验原理,利用自主研发的渗流侵蚀模型装置,采用自上而下的渗流方式,探究了颗粒级配、初始孔隙比、水力梯度等因素对Ⅰ型反滤层抗渗性能的影响.试验结果显示在初始孔隙比相同的情况下,反滤层细颗粒含量越高,细颗粒越容易流失,抗渗性能越差;在考虑土骨架压缩变形的前提下,颗粒级配相同的反滤层在一定范围内增大或减小孔隙比均可以一定程度上提高抗渗能力;渗透破坏初始阶段,颗粒流失主要来自于中、上部,并在中下部形成自滤反滤层.

一维积水入渗水分运移动态监测新技术

水在土壤中入渗时湿润锋前后含水量、吸力等物理量变化剧烈,精准监测土壤内部湿润锋动态变化比较困难.本文选用微型数字温湿度传感器(SHT30),利用湿度传感器对水分的高灵敏性,监测了一维土柱积水入渗时湿度剖面的动态变化,对比分析了湿润锋及水分运移过程.通过3种不同干密度土柱的一维积水入渗试验,在土柱中心位置不同高度处由上至下布设湿度传感器,外部布置相机拍摄土柱边界湿润锋推进过程,结合有限元数值模拟,揭示了土柱中水分入渗规律.结果表明:湿度传感器能及时准确捕捉吸湿路径下湿润锋;土柱的干密度越大,同一深度湿度骤升得越晚,表明入渗速率随干密度的增大而减小;对比外部拍摄的湿润锋和内部监测的湿润锋,发现拍摄边界湿润锋略晚于内部,随着土柱干密度增大,两者差距缩小;Shahabi渗透系数经验公式比Kozeny-Carman公式更接近实测饱和渗透系数,SEEP/W有限元模拟湿润锋推进过程与实测结果吻合良好.

不同压实度下膨胀土表面裂隙演化规律机理研究

膨胀土裂隙的发生发展对不少工程造成恶劣影响,为探究压实度在膨胀土裂隙演化过程中的作用机理,通过室内试验来研究不同压实度下膨胀土表面裂隙演化规律。利用称重拍照装置和Matlab编写图像处理程序[1],进行了1.5g/cm3、1.6g/cm3、1.7g/cm3三种干密度试样下的湿干循环试验,脱湿温度均为75℃。结果显示,不同干密度试样其对应的水分蒸发速度不同,蒸发速度的不同又影响着裂隙的发展[2];压实度越低,蒸发速度越快,裂隙发育就越快,面积就越大,同时试样被裂隙切割地也就越支离破碎;随着湿干循环次数的增加,裂隙率也会随着增加[3],但第二次增加的幅度最大。研究结果为膨胀土等相关问题的研究提供理论参考。