考虑竖向附加应力作用的一维垂直土柱仪研制与应用

作     者：张林 张登飞 陈存礼 庞腾腾 孙佩娜 ZHANG Lin;ZHANG Dengfei;CHEN Cunli;PANG Tengteng;SUN Peina

作者机构：西安理工大学岩土工程研究所/陕西省黄土力学与工程重点实验室陕西西安710048 西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069 

出 版 物：《水文地质工程地质》 (Hydrogeology & Engineering Geology)

年 卷 期：2020年第47卷第2期

页      面：112-119页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目资助(2018YFC1504703) 中国博士后科学基金项目资助(2018M633559) 延安大学校级科研项目资助(YDQ2019-33) 

主　　题：竖向附加压力 降雨 土柱 非饱和渗透 

摘      要：渗透系数是研究实际工程渗水问题的关键参数之一。以往对于非饱和土渗透系数的试验研究中,增湿工况较为单一,极少考虑竖向附加应力的影响。基于此,开发了一套一维垂直土柱试验装置以弥补这一缺陷。该装置主要由试验台架、土柱筒、竖向加载装置、供水装置、水分传感器、张力传感器以及数据采集系统等组成,可模拟竖向附加应力作用下降雨、积水入渗、毛细上升工况,可测定增湿过程中水的入渗量与浸润峰时程线、土柱竖向变形以及不同截面的体积含水率与基质吸力的时程曲线,基于瞬态剖面法可获得不同截面处增湿时土的非饱和渗透系数与吸力关系。最后,以兰州Q 3非饱和粉质黄土为例,初步开展了不同竖向附加应力作用下土柱积水入渗试验,分析入渗量、湿润锋、体积含水率、吸力及竖向变形时程线变化规律,获取渗透系数与吸力关系的渗透函数变化规律,通过对比类似试验结果,表明试验结果符合渗水规律,验证了研制土柱仪的有效性,但其可靠性还需进一步研究。本试验装置为不同工况下非饱和土体变形、水分迁移规律及渗透特性研究奠定基础,并获得相应试验参数。