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《一種可測定變溫下飽和―非飽和土水力學(xué)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、一種可測定變溫下飽和一非飽和土水力學(xué)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置摘要：為了研究溫度對飽和-非飽和土水力參數(shù)的影響，根據(jù)達(dá)西定律，研制了一種變溫下飽和-非飽和土水力參數(shù)測定裝置，該裝置包括實(shí)驗(yàn)筒、供水與回水系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該裝置可以獲得不同溫度下飽和滲透系數(shù)、給水度和土壤水分特征曲線、非飽和滲透系數(shù)、比容水量和擴(kuò)散率等參數(shù)，進(jìn)一步可以獲得這些參數(shù)與溫度的數(shù)學(xué)表達(dá)式；該實(shí)驗(yàn)裝置所用試樣大，減少了小試樣測試結(jié)果的隨機(jī)性，且測定參數(shù)多、自動化程度高，具有推廣應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：飽和-非飽和土；水力參數(shù)；溫度；達(dá)西定律中圖分類號：TU411文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文
2、章編號：1672-1683(2016)04-0142-05Abstract：Inordertostudytheeffectoftemperatureonthesaturated-unsaturatedhydraulicparameters，themeasurementdevicefordetermininghydraulicparametersofsaturated-unsaturatedsoilsundervariabletemperaturewasdevelopedbasedonDarcy'slaw，whichcontainedt
3、estcolumn，watersupplyandreturnsystem，anddataacquisitionsystem.Thedevicecouldobtainthesaturatedpermeabilitycoefficient，waterandsoilwatercharacteristiccurve，andunsaturatedpermeabilitycoefficientparameters，thewatercapacityandthediffusionrateatdifferenttemperatures.Then，the
4、mathematicalexpressionsoftemperatureandtheseparameterscouldbefurtherobtained.Inaddition,itwasshownthatthehighautomaticdegreedevicehadpopularizationandapplicationvalueforlargesamplestoreducetherandomnessofthesmallsampleanddeterminedtheparametersofsaturated-unsaturatedsoi
5、ls.Keywords:saturatedandunsaturatedsoils；hydraulicparameters；temperature；Darcyfslaw西北黃土高原區(qū)是地質(zhì)災(zāi)害主要頻發(fā)區(qū)之一，黃土的特有性質(zhì)以及氣候影響是導(dǎo)致災(zāi)害形成的主要因素，其中凍融作用不容忽視［1-2］。在黃土地區(qū)，凍融作用不但改變了黃土的性質(zhì)，同時也影響著黃土區(qū)的水文地質(zhì)條件。凍融過程中，黃土受溫度的影響熱脹冷縮，使黃土的水文參數(shù)發(fā)生變化，地下水的補(bǔ)徑排條件發(fā)生改變［3］，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)地下水水位上下波動，引發(fā)黃土凍融滑坡。季節(jié)性凍土的水文特性研宄開始于
6、上世紀(jì)七十年代，主要研宄有凍融過程中水-氣-熱的運(yùn)移、黃土性質(zhì)與水文地質(zhì)參數(shù)關(guān)系等方面［4-8］。己有研宄表明，飽和-非飽和土水力參數(shù)是研宄黃土斜坡水文循環(huán)機(jī)理及評價斜坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)，且受溫度和密度變化的影響［9-10］。關(guān)于不同溫度下飽和-非飽和土水力參數(shù)的測定，己有部分專家學(xué)者開展了卓有成效的研宄。如高紅貝等在研究溫度對土壤水分運(yùn)動參數(shù)的影響時，采用冷凍離心機(jī)、定水頭垂直土柱裝置和一維水平土柱裝置等3種實(shí)驗(yàn)裝置分別測定了土壤水分特征曲線、導(dǎo)水率、擴(kuò)散率和比水容量等參數(shù)［10］;張富倉等在可控溫度的恒溫箱內(nèi)，利用小型壓力室和水平
7、土柱分別測定了土壤水分特征參數(shù)和土壤水分?jǐn)U散率［11］;馮寶平研制了高、中、低溫度段的3個土柱入滲實(shí)驗(yàn)裝置，獲得了不同溫度段下土壤水分運(yùn)動參數(shù)，且土壤含水率采用烘干法進(jìn)行測量［12］;盧靖等將土樣裝入環(huán)刀內(nèi)，利用高速離心機(jī)法獲得了不同溫度和密度下的非飽和黃土土壤水分特征曲線［13］。然而，上述飽和-非飽和土水力參數(shù)測定過程較繁瑣或者測定的參數(shù)指標(biāo)少；針對多個土水力參數(shù)的測定，將會耗費(fèi)較多的時間和經(jīng)費(fèi)且可靠性不高。因此，本文開發(fā)了一種測定變溫下飽和-非飽和土水力參數(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)了不同溫度下飽和-非飽和土水力參數(shù)的聯(lián)測，彌補(bǔ)現(xiàn)有測定方法的
8、不足。1工作原理1.1不同溫度下飽和滲透系數(shù)的測試原理滲透系數(shù)的大小主要取決于孔隙的大小、形狀和連通性，也受到水的黏滯性和容重的影響［14］。根據(jù)滲流理論與地下水動力學(xué)的知識，可知土體滲透系數(shù)（K）的表達(dá)式為：對于一個特
