黃土節(jié)理滲流特性的試驗研究及節(jié)理黃土水分場數值分析.pdf

1、黃土中有節(jié)理的存在已經為大家所認識，尤其是陜北地區(qū)典型的原生垂直節(jié)理。黃土中垂直節(jié)理是影響其整體性和工程性質的重要因素。水對黃土有著重要的影響，黃土的典型特征就是其遇水濕陷的性質。黃土遇水不但會產生變形(濕陷)還會對其工程性質有巨大的影響。工程上研究黃土節(jié)理對黃土地區(qū)場地水分入滲的影響就顯得極其重要了。認清黃土節(jié)理的導水性質是黃土地區(qū)工程建設、災害防治和研究黃土特性及其相關問題的一項重要的基礎工作。
　　 本論文做了一些關于黃土

2、節(jié)理滲透系數的室內試驗研究及不同條件下節(jié)理對黃土場地水分入滲的影響的數值分析這兩方面的研究工作。
　　 通過節(jié)理土體的室內變水頭試驗研究了節(jié)理滲透系數的變化規(guī)律。在變水頭試驗中，水頭的大小會影響到節(jié)理的滲透系數，其與水頭的關系可以用直線表示。
　　 而這條直線的斜率并不大，說明水頭對滲透系數的影響有限，在一定范圍內節(jié)理滲流可以用達西定律表述。進一步研究發(fā)現，節(jié)理的滲透系數會隨著滲流時間的增長而逐漸減小，其初始值量級在10

3、-4 cm/s左右。而節(jié)理的滲透系數會減小到某一定值或是與土體相同，值得進一步研究。此外，考慮節(jié)理一土體二維滲流耦合的影響，還通過試驗研究了節(jié)理土體初始含水量和干密度對滲流的影響。土體初始含水量不同將影響到節(jié)理土體滲流的過程。高土體初始含水量條件下節(jié)理的滲透系數的變化趨勢較平緩；但在試驗條件下土體初始含水量和干密度對節(jié)理滲透系數的量級影響均不大，說明試驗條件下可以將節(jié)理滲流簡化成沿節(jié)理方向的一維流問題。
　　 基于以上對節(jié)理滲流

4、特性的研究，考慮節(jié)理的影響，本文做了一些黃土滲流場的數值分析工作。建立了節(jié)理土體的二維滲流模型。應用經典的Galcrkin解二維土體非飽和滲流問題的控制方程(Richard方程)的方法，通過自編的Fotran有限元程序計算得出了不同節(jié)理條件下對土體滲流的影響，主要包括了在節(jié)理單元處有無節(jié)理的影響、節(jié)理單元的寬度不同的影響和節(jié)理滲透系數不同的影響等。
　　 分析結果說明了本文所述的節(jié)理土體的建模是可行的。最后分析了不同土體含水量條