不同粒徑均值碎石的滲透特性研究.pdf

1、碎石是由天然巖石或者礦石經(jīng)機(jī)械破碎、篩分，得到的一種粒徑相對(duì)比較均勻的顆粒材料，廣泛應(yīng)用于各建筑行業(yè)中。從物理形態(tài)和性質(zhì)上來(lái)講，碎石是一種無(wú)粘性的大粒徑顆粒土，與小粒徑顆粒土相比，具有透水性強(qiáng)、承載力高、沉陷變形小等工程優(yōu)點(diǎn)。所以碎石在現(xiàn)實(shí)生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，不僅在鐵路和公路路基、堆石壩、滲渠取水工程以及土石壩工程中應(yīng)用廣泛，而且在作為反濾層用料、地基處理用料等方面，碎石也占據(jù)了很大的比重。因此，為了使碎石的滲透性能在實(shí)際工程中

2、的應(yīng)用更加方便，需要結(jié)合工程實(shí)際，建立水工模型，專門對(duì)碎石滲流的各項(xiàng)水力特性進(jìn)行研究。
　　本文結(jié)合碎石在實(shí)際工程中的應(yīng)用，通過建立模型試驗(yàn)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)不同的工作水頭，對(duì)不同粒徑的均值碎石的滲透情況進(jìn)行研究，通過研究，得到以下結(jié)論：
　　1、碎石介質(zhì)所承受的工作水頭越大，其滲流量就越大，但是隨著工作水頭的進(jìn)一步增大，滲流流量逐漸趨于平穩(wěn)；碎石滲流流量與碎石粒徑呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，碎石粒徑越大，同一工作水頭下，其滲流流量也就越大。

3、r>　　2、將碎石滲流流量與所承受的工作水頭關(guān)系轉(zhuǎn)換為碎石滲流時(shí)的滲流流速與水力坡降的關(guān)系，分析碎石粒徑對(duì)其水力坡降的影響，得到碎石粒徑與水力坡降的大小呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，碎石粒徑越小，在滲流過程中其水力坡降就越大。引入水力半徑R對(duì)其原因進(jìn)行分析，水力半徑越大，說(shuō)明水流在滲流過程中受到的阻力就越大，其水力坡降也就越大，經(jīng)分析計(jì)算得到：碎石的粒徑越小，整個(gè)滲透介質(zhì)中的水力半徑也就越大，所以在滲流過程中水力坡降是隨著碎石粒徑的減小而逐漸增大的。<

4、br>　　3、對(duì)于粒徑D=1cm的碎石滲流來(lái)說(shuō)，整個(gè)滲流試驗(yàn)過程中的流態(tài)變化是先層流，然后進(jìn)入到層流向紊流的過渡區(qū)，隨著滲流流速的增大，最后才會(huì)進(jìn)入完全紊流流態(tài)；對(duì)于碎石粒徑D=2cm的滲流來(lái)說(shuō)，在滲流過程中，滲流流態(tài)由層流向紊流的過渡區(qū)迅速轉(zhuǎn)化為紊流；而對(duì)于粒徑為D=5cm的碎石滲流來(lái)說(shuō)，整個(gè)滲流過程滲流流態(tài)都是完全紊流。
　　4、利用量綱分析法得到一個(gè)碎石滲流滲流量與工作水頭的經(jīng)驗(yàn)公式：Q=φg1/2 H5/2,使用Origi

5、n軟件，結(jié)合實(shí)際滲流試驗(yàn)，考慮到影響滲流坡降的各個(gè)因素，結(jié)合量綱分析法，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到了一個(gè)適用于本試驗(yàn)的均值碎石滲流的J-v關(guān)系經(jīng)驗(yàn)公式：
　　J=39.85d-2n-3.53g-1υv+1.05d-1n3.26gv2，通過對(duì)其適用性、合理性進(jìn)行驗(yàn)證，得到該方程精度較高，可以相對(duì)精確的計(jì)算碎石滲流的水力坡降和滲流速度，較為合理的描述了碎石滲流時(shí)的滲流過程。
　　5、利用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件，建立多元線性回歸方程，