基于多孔介质土体分形特征的渗透系数研究

王宇; 谷艳昌; 王士军; 段祥宝

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基于多孔介质土体分形特征的渗透系数研究

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堤坝工程渗流计算中确定土体渗透系数尤为重要。利用分形维数不同尺度域,分析渗透破坏试验土样无标度区,指出土体细颗粒含量是决定土体分形维数的主要因素。基于多孔介质毛管束模型,推导了渗透系数和孔隙率与分形维数之间分形关系解析式,阐释了多孔介质土体渗透系数影响因子包括分形系数、孔径大小、分形维数及流体黏滞系数。利用土体渗透破坏试验结果,进一步论证了渗透系数和孔隙率与分形维数之间的非线性关系。结果表明:当分形维数大于2.83时,孔隙率随着分形维数的增大而减小,但在颗粒吸着水和薄膜水形成的黏聚力影响下,渗透系数随着分形维数增大而减小的规律不明显。研究结果可为渗透破坏形成机制及发展过程分析提供理论依据,减少堤坝渗透破坏致灾隐患。

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来源
《水利水运工程学报》 |2022年第3期|50-58|共9页
作者
王宇; 谷艳昌; 王士军; 段祥宝;
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作者单位

江苏开放大学建筑工程学院;

南京水利科学研究院;

水利部大坝安全管理中心;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类 TU42;
关键词
多孔介质; 渗透破坏; 渗透系数; 无标度区; 分形维数;

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