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安全与环境工程2025年第02期:基于柯森卡门公式和粒径的饱和土体渗透系数预测

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘金阳;许成波;徐用之;任兴伟;

单位:中国地质大学(武汉)工程学院;云南万顺地科信息技术有限责任公司;云南省地质工程勘察有限公司;武汉城建集团;

摘要:渗透系数是土体最重要的水力参数之一,如何快速、准确地估测渗透系数是岩土力学界的重要课题。粒径是土体最容易获取的基本物理指标参数,其通过影响土体内部孔隙结构间接影响土体渗透特性。为了利用粒径来预测饱和土体渗透系数,根据目前适用范围最广泛的柯森卡门(Kozeny-Carman)公式,分别考虑了土体自然颗粒堆积较为松散和致密2种状态,利用等效圆球颗粒半径替代2种状态中较难获取的比表面积、孔隙比等参数来改进柯森卡门公式。结果表明:改进后的公式可以预测饱和土体不同粒径下渗透系数的界限,通过取2种临界状态孔隙比的均值,建立了更便捷的饱和土体渗透系数预测模型;通过数值模拟、渗透试验等方法验证了该模型在预测等效颗粒半径大于5×10~(-5)mm的饱和土体渗透系数时准确性较高。

关键词:饱和土;;渗透系数;;柯森卡门公式;;等效颗粒半径

基金资助:国家自然科学基金项目(42372319)