原文传递
土石混合料渗流特性及颗粒迁移规律研究
| 论文题名： | 土石混合料渗流特性及颗粒迁移规律研究 |
| 关键词： | 土石混合料;水分入渗;渗流特性;颗粒迁移;孔隙结构 |
| 摘要： | 土石混合料在山区极为常见，是粗细颗粒混杂的材料，常用于山区路堤的填筑。水分在路基内部的渗流将会引起混合料的细颗粒发生迁移，改变其原有的颗粒组成，长期作用下会使得路基内部出现空洞，从而引起路基不均匀沉降或者发生失稳。本文以山区土石混合料作为研究对象，应用室内试验与数值分析相结合的方法，分析水分渗流作用下，土石混合料的渗流特性、颗粒迁移以及因其导致结构改变的规律。 论文从内因和外因两个角度归纳分析了影响土石混合料渗流特性的因素，在此基础上，研发了渗流试验装置。并应用该试验装置在固定水头下进行不同补水周期的土石混合料渗流试验。动态监测了不同高度土柱模型内部的体积含水率和渗水量的变化，结合颗粒流失现象对其渗流特性进行分析。结果表明，土石混合料在水分渗流的作用下颗粒将产生迁移，从而影响内部孔隙的大小，致使含水率改变；混合料内部的孔隙通道在渗流状态下交替处于堵塞-贯通的循环中，从而导致导水率处在减小-增大的动态变化中。 借助GeoStudio软件模拟30cm土石混合料渗流试验过程，监测混合料任意时刻的孔隙水压力和导水率，分析了土柱模型渗流特性变化。结果表明，随着渗流周期的增多，各补水期内的孔隙水压力基本相同，导水率变化与渗流试验类似；间歇期的孔隙水压力随渗流周期的增多逐渐增大，表明混合料持水能力逐渐增强。 基于PFC软件的流固耦合计算方法，实时监测入渗条件下土石混合料的颗粒位置变化、颗粒速度、运移轨迹和流体的出入口渗流速率等，得到混合料不同部位的孔隙率和颗粒含量等，对颗粒迁移规律和混合料结构变化进行分析。结果表明，细颗粒主要是通过孔隙通道进行迁移，粗颗粒主要是由于其下部孔隙结构重组，在自身重力作用下产生位移，颗粒迁移将会致使内部结构改变，最终结果就是土石混合料上部孔隙率增大，中部和下部孔隙率减小。 |
| 作者： | 付静 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 毛雪松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
