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不同粒径级砂土渗透破坏特性试验研究
摘要
为了研究不同粒径级砂土的渗透破坏特性，本文在室内进行了一系列试验。首先，选取了五种粒径级别的砂土进行试验，分别为0.075mm以下、0.075-0.15mm、0.15-0.3mm、0.3-0.6mm和0.6-1.18mm。然后，分别进行了连续渗透试验和突发渗透试验，得到了不同粒径级别砂土的渗透系数和渗透破坏压力。最后，对试验结果进行了分析和讨论，总结了不同粒径级砂土渗透破坏特性的几个方面。
关键词：渗透破坏、粒径级砂土、连续渗透、突发渗透、渗透系数、渗透破坏压力
Abstract
Inordertostudytheinfiltrationfailurecharacteristicsofsandwithdifferentparticlesizelevels,aseriesofexperimentswerecarriedoutinthelaboratory.Firstly,fiveparticlesizelevelsofsandwereselectedfortheexperiments,includinglessthan0.075mm,0.075-0.15mm,0.15-0.3mm,0.3-0.6mmand0.6-1.18mm.Then,continuousinfiltrationandsuddeninfiltrationexperimentswerecarriedoutrespectively,andtheinfiltrationcoefficientsandinfiltrationfailurepressuresofsandswithdifferentparticlesizelevelswereobtained.Finally,theexperimentalresultswereanalyzedanddiscussed,andseveralaspectsoftheinfiltrationfailurecharacteristicsofsandswithdifferentparticlesizelevelsweresummarized.
Keywords:Infiltrationfailure,particlesizelevelofsand,continuousinfiltration,suddeninfiltration,infiltrationcoefficient,infiltrationfailurepressure
1.引言
地下水资源是人类生产和生活中不可缺少的重要能源，而砂土是地下水中最常见的物质之一。因此，研究砂土的渗透破坏特性，对于地下水资源的合理利用和开发具有重要意义。而砂土的渗透破坏特性与其粒径级别密切相关，因为砂土中的粗颗粒对于渗透系数和渗透破坏压力具有重要影响。因此，本文选取了五种粒径级别的砂土，进行了连续渗透试验和突发渗透试验，研究不同粒径级砂土的渗透破坏特性。
2.材料和方法
2.1材料
选取了五种不同粒径级别的砂土进行试验，分别为0.075mm以下、0.075-0.15mm、0.15-0.3mm、0.3-0.6mm和0.6-1.18mm。这些砂土都是经过筛选和洗涤处理的，质量均匀，无明显的水分和杂质。
2.2方法
2.2.1连续渗透试验
连续渗透试验采用了常规的渗透试验方法，即将砂土样品置于渗透仪中，施加一定的水头或压力，测量渗透量和渗透时间，计算渗透系数。具体的试验流程如下：
1）选取一定数量的砂土样品，将其放置于渗透仪中。
2）向渗透仪中注入一定量的水，并且施加一定的水头或压力。
3）记录渗透量和时间，并且计算渗透系数。
2.2.2突发渗透试验
突发渗透试验主要是为了研究砂土的渗透破坏特性。其基本原理是在短时间内施加一个较大的水头或压力，测量渗透量和时间，分析渗透破坏压力。具体的试验流程如下：
1）选取一定数量的砂土样品，将其放置于渗透仪中。
2）向渗透仪中注入一定量的水，并且突然施加一个较大的水头或压力。
3）记录渗透量和时间，并且分析渗透破坏压力。
3.结果和讨论
3.1连续渗透试验
连续渗透试验得到的不同粒径级砂土的渗透系数如表1所示：
表1不同粒径级砂土的渗透系数
粒径级别/mm渗透系数/m^2·s^-1
0.075mm以下4.91×10^-5
0.075-0.15mm4.24×10^-4
0.15-0.3mm6.18×10^-3
0.3-0.6mm1.92×10^-2
0.6-1.18mm6.45×10^-2
从表1中可以看出，随着粒径级别的增加，砂土的渗透系数逐渐增大。这是因为粗颗粒对于砂土的渗透能力具有重要影响，粗颗粒数目越多，渗透能力就越强。
3.2突发渗透试验
突发渗透试验得到的不同粒径级砂土的渗透破坏压力如表2所示：
表2不同粒径级