基于MATLAB 计算的非均质滤料影响下无砂混凝土板渗流性能研究

王欣永

（辽宁西北供水有限责任公司）

1 引言

无砂混凝土板渗流取水作为一种取水技术，它是由河道引水结合地下水开发而提出的， 运用该技术取水可以满足适当的水量需求， 而且对水源能起到一定程度的过滤效果[1]。 在实际工程中，大部分渗流取水不是通过无砂混凝土板这种单一介质来进行的， 而是由多种介质组成的透水层来进行取水[2]。 长时间的工程实践和试验证实，外界水甚至是含沙水流会通过混凝土板内部的孔隙和裂缝以扩散和渗透的方式进入混凝土板的内部或者在无砂混凝土板上淤积， 从而导致混凝土板的渗透性能劣化， 严重影响混凝土板的渗流取水效率和耐久性[3-4]。

从20 世纪渗流力学研究开始，国内外相关领域学者对于无砂混凝土板在不同工况下的研究就从来没有停歇，国外学者Katz-Thompson[5]通过试验研究得到了饱和岩石水渗透系数的理论解。 后来Christensen[5]等根据Katz-Thompson 的研究，在测定水泥石的水渗透系数的过程中， 引进了临界毛细孔隙率。 邢鸿雁[6]研究了滤料分布对无砂混凝土板渗流性能的影响， 得出了滤料的排列方式是影响无砂混凝土板的重要因素。 黄修山[7]针对不同粒径滤料对无砂混凝土板渗流特性的研究， 得出了不同粒径对无砂混凝土板渗流性能的影响规律。 但对于非均质滤料影响下无砂混凝土板的渗流性能研究却很少。

本文以山西省实际工程“辛安泉取水工程”作为课题来源，在实验室建立正态模型，对辛安泉取水工程在未建设前进行可行性试验， 本文通过物理试验并使用MATLAB 软件进行计算， 来对非均质滤料影响下无砂混凝土板的渗流性能进行研究以及其渗流量求解的经验公式进行推导[8]。……