不同干密度壓實(shí)黃土的非飽和滲透性曲線特征及其與孔隙分布的關(guān)系

李 華，李同錄，張亞國(guó)，李 萍，范江文

（1.長(zhǎng)安大學(xué) 地質(zhì)工程與測(cè)繪學(xué)院，陜西 西安 710054；2.黃土高原水循環(huán)與地質(zhì)環(huán)境教育部野外科學(xué)觀測(cè)研究站，甘肅 正寧 745399；3.長(zhǎng)安大學(xué) 建筑工程學(xué)院，陜西 西安 710054）

1 研究背景

黃土地區(qū)平山造城工程形成了大量的高填方場(chǎng)地。這些填方的壓實(shí)黃土在水分入滲條件下容易產(chǎn)生濕陷、不均勻沉降等工程地質(zhì)問題，因此有必要對(duì)壓實(shí)黃土的非飽和滲流特性進(jìn)行研究。

非飽和滲透系數(shù)是隨吸力或含水率變化的一個(gè)參數(shù)，吸力或含水率與滲透系數(shù)的關(guān)系稱為非飽和滲透性曲線。非飽和滲透性曲線可以用試驗(yàn)的方法直接測(cè)量或用其簡(jiǎn)單物理參數(shù)預(yù)測(cè)確定。常見的用于預(yù)測(cè)滲透性曲線的模型有許多，包括Gardner模型[1]、Chillds & Collis-George模型[2]和van Ge?nuchten模型[3]等，近年來孫大松等[4]、陶高粱等[5]建立了用孔隙分布特征預(yù)測(cè)非飽和土的滲透性曲線的模型。直接測(cè)量的方法有穩(wěn)態(tài)法與瞬態(tài)法。穩(wěn)態(tài)法保持流量、水力梯度、含水率不變，瞬態(tài)法上述參數(shù)均隨時(shí)間變化。常見的穩(wěn)態(tài)法包括常水頭法、常流量法和離心法等。Klute[6]最早使用常水頭穩(wěn)態(tài)法，他通過控制試樣的吸力，測(cè)量水量來得到滲透系數(shù)。梁愛民[7]、徐永福等[8]在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了測(cè)量更為精準(zhǔn)的新型的穩(wěn)態(tài)滲流裝置。李永樂等[9]用改進(jìn)的非飽和三軸儀測(cè)量了非飽和土的滲透性曲線。但穩(wěn)態(tài)法往往十分耗時(shí)，瞬態(tài)法則相對(duì)穩(wěn)態(tài)法更快一些。瞬態(tài)剖面法是最常用的瞬態(tài)法，該方法將試樣裝在一圓筒中，使水流自土柱一端流向另一端，沿著土柱布置一系列探頭，定期測(cè)量各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的含水率和吸力，從而得到不同時(shí)刻含水率與水頭剖面。……