颗粒形态对粗粒土渗透系数影响的数值模拟研究

骆莉莎，周 昕，林 军

（江苏开放大学，江苏 南京，210000）

1 引言

在地下空间开发中，工程降水是必不可少的工程环节；在于土石坝工程、边坡工程、道路工程中，土体渗流特性也是关系工程稳定性和安全性的关键因素。土体渗透系数是描述地下水在土体孔隙中渗流特性的关键参数，也是决定工程降水设计的关键。目前确定土体渗透系数的方法包括经验法、室内试验法，原位抽水试验法。由于影响

土渗透性的因素非常多，经验法往往难以准确获得渗透系数；室内试验法很难制备与原位场地具有相同微观结构的土样，因而试验结果准确性不够，而且对于粗粒土试样必须足够大，常规试验设备不满足要求。原位抽水试验法是确定现场渗透系数的最可靠方法，然而由于对地下地层结构掌握不全面，地下水连通性无法准确揭示，根据抽水试验得到的渗透系数也存在影响因素多、准确性无法保证的缺陷。

对影响土体渗透性的各因素的作用机理开展理论研究是当前研究的重要方面。李云川等[1]基于计算流体动力学与离散元耦合的数值模拟方法，研究了土壤渗透系数随土层深度的变化规律。焦浩然等[2]从室内试验和数值模拟两个方面探讨了细粒土在考虑应力作用下渗透特性研究进展。李华等[3]通过试验发现黄土中孔径为1.3μm

上述研究表明，土体的渗透受很多因素复杂影响，寻找定量的预测模型成为理论研究实用化的关键步骤。例如，包孟碟等[7]研究了级配与渗透系数的关系，建立了考虑级配曲线面积的渗透系数经验公式；……