基于Copula理论的粗粒土渗透破坏临界水力比降估值

破坏水力比降是土体渗透稳定性分析和渗流控制的基础。以渗透变形试验为基础,分析了粗粒土临界水力比降与孔隙比、级配不均匀系数和曲率系数间的相关性。利用Copula理论适合建立多个非独立变量间联合分布函数的优点,构造了拟合粗粒土临界水力比降crJ、孔隙比e、级配不均匀系数uC和曲率系数cC间相关关系的最优Copula函数,并将其应用于粗粒土临界水力比降估值。结果表明:具有单参数的四维对称Archimedean Copula函数的Nelsen No 6为最优Copula函数。利用构造的最优Copula函数求条件概率,便可得到粗粒土临界水力比降估值的保证率,或者计算在一定保证率条件下临界水力比降估值。通过比较临界水力比降试验值与Copula理论方法、Terzaghi公式及刘杰公式估值,阐述了Copula理论的可靠性,为建立粗粒土临界水力比降与孔隙比及级配特征的多变量统计概率关系及临界水力比降估值提供了一种新途径。

不同粒径粗粒土渗透特性试验研究

为了更深入地分析粗粒土的渗透特性,对不同粒径的粗粒土开展渗透变形试验,分析细料含量、干密度、孔隙比3个因素对渗透系数和临界水力坡降的影响规律。研究得出,控制粗粒土的干密度不变且细料含量超过50%后,渗透系数慢慢趋向于一个定值。粗粒土的细料含量和干密度均较大、孔隙比较小时,粗粒土的渗透稳定性越好。

应力状态下含黏粗粒土渗透变形特性试验研究

含黏粗粒土的渗透变形问题是水电工程中常见的渗透稳定性问题之一。对于含黏粗粒土来说,黏粒含量、颗粒级配及应力状态是影响渗透变形最重要的3个因素。为研究应力状态大小对含黏粗粒土渗透变形特性及临界水力梯度的影响,利用大直径渗透变形仪加载系统,完成了侧限条件下某含黏粗粒土在0.1,0.3,0.6,0.9 MPa铅直应力作用下的渗透变形试验。试验结果表明:不同应力状态下黏粒含量值的大小直接影响到含黏粗粒土的渗透变形破坏类型;试件中附加应力值越大,产生渗透变形时的临界水力梯度也越大。通过对渗透变形试验过程中渗透系数的演化过程研究,提出了利用渗透系数与水力梯度关系曲线的突变关系来判断临界水力梯度的新方法。

粗粒土渗透变形机制浅析

对砂卵砾石的渗透变形的形成条件进行了简要分析 ,在此基础上对渗透变形的形式进行了简要评价 ,并提出了渗透变形临界坡降的计算方法。