重塑黄土渗气系数室内试验及尺寸效应研究

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作者 陆世锋 韩子晶 +2 位作者 许领 王逸翔 左璐 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期407-415,共9页

为探究重塑黄土渗气系数变化规律,对常规三轴仪进行改造,使其满足黄土渗气试验基本要求;该装置通过水管扩展了水箱所能产生的最大负压差,并利用水压平衡气压的方式解决气体从试样边缘渗漏问题。通过渗气试验所得温度、量测水体积以及压... 为探究重塑黄土渗气系数变化规律,对常规三轴仪进行改造,使其满足黄土渗气试验基本要求;该装置通过水管扩展了水箱所能产生的最大负压差,并利用水压平衡气压的方式解决气体从试样边缘渗漏问题。通过渗气试验所得温度、量测水体积以及压力示数等计算标准大气压、标准温度(20℃)下的渗气系数。使用该仪器分别开展D=38 mm,H=76 mm和D=50 mm,H=100 mm(D为试样直径,H为试样高度)尺寸下重塑黄土渗气系数测试,探究了渗径、孔隙比、水分入渗时间以及饱和度等因素对重塑黄土渗气过程的影响规律,对比分析了上述尺寸下渗气系数差异以及渗气系数变化的原因。结果表明:重塑黄土中气体流动可用达西定律描述,渗气系数与上述影响因素存在着一定关联性,且土体渗气系数受土体结构影响明显,而D=38 mm,H=76 mm尺寸试样更适宜重塑黄土渗气系数测试。 展开更多

关键词 重塑黄土 渗径 渗气系数 三轴仪 尺寸

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基于持水曲线预测非饱和土相对渗气系数的新方法 被引量：2

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作者 张昭 刘奉银 +2 位作者 李荣建 柴军瑞 谷雨 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期280-285,共6页

准确模拟非饱和土中的水、气运移规律需合理地描述其孔隙中的持水特性以及水、气两相的流动特性。借鉴预测相对渗水系数的已有方法,提出了基于持水曲线预测相对渗气系数的新方法,认为幂指数aη随孔隙尺寸分布系数?(由持水曲线确定)增大... 准确模拟非饱和土中的水、气运移规律需合理地描述其孔隙中的持水特性以及水、气两相的流动特性。借鉴预测相对渗水系数的已有方法,提出了基于持水曲线预测相对渗气系数的新方法,认为幂指数aη随孔隙尺寸分布系数?(由持水曲线确定)增大呈指数递减趋势。随后,利用已有文献中22种试样和5种试样(从砂土至粉质黏壤土)的持水及渗气试验结果分别标定和验证该方法,结果表明:新方法在表征相对渗气系数与有效气相饱和度的关系时优于已有预测方法。 展开更多

关键词 非饱和土 相对渗气系数 持水曲线 孔隙尺寸分布系数

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黄土渗气系数原位测试原理方法及适用性试验研究 被引量：4

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作者 任宏玉 李喜安 +2 位作者 张玉涛 李杰 薛泉 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期347-356,共10页

渗透系数是黄土渗透变形破坏及黄土水理性质相关研究中的一项重要参数,而渗气系数与渗透系数具有良好的相关性且其测试过程不受黄土水敏性的影响,同时比渗透系数测定更为方便和快捷,因此具有良好的推广应用前景。本文介绍了黄土原位渗... 渗透系数是黄土渗透变形破坏及黄土水理性质相关研究中的一项重要参数,而渗气系数与渗透系数具有良好的相关性且其测试过程不受黄土水敏性的影响,同时比渗透系数测定更为方便和快捷,因此具有良好的推广应用前景。本文介绍了黄土原位渗气测试方法的原理,在此基础上针对插入式和接触式两种原位渗气测试方法,在不同地区黄土地层开展了一系列原位渗气测试。试验结果发现两种方法对黄土地层的适用性有所不同,插入式方法十分适用于黏粒含量大于12.44%(塑性指数大于11.2)的黄土层,但对于黏粒含量低于12.44%(塑性指数小于11.2)的黄土层,插入式方法则会产生较大的误差。经综合对比认为,接触式方法由于人为误差小而普遍适用于黄土地层,但需要更大的工作面且更适于水平工作面,这对其测试速度和便捷性有一定影响。插入式方法所需工作面小,且同时适合水平和垂直工作面,因此更为方便快捷,但由于插入过程中探头对黄土层的扰动等人为因素的影响,因此更适合黏粒含量较高的黄土层。建议当黄土黏粒含量大于12.44%(塑性指数大于11.2)时,首选插入式方法,不满足此条件时再采用接触式方法。本文介绍的两种黄土原位渗气系数测定方法及其适用范围的确定为其在实践中进一步推广应用提供了理论基础。 展开更多

关键词 渗气系数 原位试验 接触式 插入式

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高温后聚丙烯纤维混凝土抗压强度与气渗系数试验研究 被引量：4

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作者 姚秀鹏 韩阳 +2 位作者 沈雷 朱德 曹茂森 《混凝土》 CAS 北大核心 2022年第2期85-89,共5页

高温后聚丙烯纤维混凝土的残余抗压强度和气渗性能的研究对于火灾后建筑结构的安全评估和修复至关重要,通过试验研究了火灾高温、纤维长度以及纤维掺量对混凝土抗压强度和空气渗透系数的影响。试验结果表明:(a)经历温度不超过300℃时添... 高温后聚丙烯纤维混凝土的残余抗压强度和气渗性能的研究对于火灾后建筑结构的安全评估和修复至关重要,通过试验研究了火灾高温、纤维长度以及纤维掺量对混凝土抗压强度和空气渗透系数的影响。试验结果表明:(a)经历温度不超过300℃时添加聚丙烯纤维改善混凝土抗压强度。短聚丙烯纤维(6 mm)对于混凝土抗压强度改善效果最佳;(b)常温下掺加聚丙烯纤维能够减小混凝土空气渗透系数,渗透性能改善,高温后其空气渗透系数增大,渗透性能变差,对混凝土空气渗透系数而言聚丙烯纤维长度影响大于掺量;(c)当经历温度超过300℃时,掺加聚丙烯纤维导致混凝土空气渗透系数增大,混凝土内部孔隙压力无法积聚,这与高温爆裂机理的孔隙压力学说相一致。 展开更多

关键词 高温 聚丙烯纤维混凝土 抗压强度 气渗系数

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杭州地铁储气砂土的渗气性试验研究 被引量：14

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作者 王勇 孔令伟 +2 位作者 郭爱国 田湖南 秦建设 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期815-819,共5页

浅层气地质灾害对工程的影响日益受到重视,认清储气土层的气渗透特性是采取积极有效工程措施防治灾害影响的基础。以杭州地铁所遇的储气砂为研究对象,利用自制的渗气性量测装置对其进行了系统的试验研究。结果表明:地铁工程所遇的浅层... 浅层气地质灾害对工程的影响日益受到重视,认清储气土层的气渗透特性是采取积极有效工程措施防治灾害影响的基础。以杭州地铁所遇的储气砂为研究对象,利用自制的渗气性量测装置对其进行了系统的试验研究。结果表明:地铁工程所遇的浅层气储气砂层属渗透性极好储层,渗透率达2960×10-3μm2;砂土中气渗透规律符合达西定律;饱和度较低时,含水率的增加对砂土的渗气性影响很小;随着饱和度的增加,气渗透性逐渐减弱,在饱和度大于80%后,渗气系数急剧减小直至完全不透气;饱和度的变化相对于干密度对储气砂土的渗气性影响更为显著。 展开更多

关键词 储气砂 渗气系数 饱和度

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等向应力条件下原状Q_3黄土的渗气特性研究 被引量：11

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作者 陈存礼 张登飞 +3 位作者 张洁 陈惠 杨帆 吴康 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期287-294,共8页

用改装的三轴渗气仪,在不同等向应力条件下对不同含水率的原状Q_3黄土进行渗气试验,分析了含水率、体积含气率及应力对渗气系数的影响,提出了直接及间接地反映含水率与应力变化对渗气系数影响的3种类型渗气函数。研究结果表明:应力对渗... 用改装的三轴渗气仪,在不同等向应力条件下对不同含水率的原状Q_3黄土进行渗气试验,分析了含水率、体积含气率及应力对渗气系数的影响,提出了直接及间接地反映含水率与应力变化对渗气系数影响的3种类型渗气函数。研究结果表明:应力对渗气系数与含水率及体积含气率关系皆有明显的影响,增湿时含水率及体积含气率对渗气系数的影响比减湿时稍大;应力变化(含水率不变)和含水率变化(应力不变)时渗气系数与体积含气率的关系不同。不同应力条件下相对渗气系数与相对体积含气率关系,渗气系数与修正体积含气率关系皆可分别用唯一的幂函数描述;不同含水率下渗气系数与规格化应力关系皆可用指数函数描述,且仅一个参数随含水率而变化。用3种类型的渗气函数皆可较好预测含水率及应力变化时的渗气系数,而其中无需引入力水耦合作用引起孔隙比变化的指数型渗气函数更便于工程应用。 展开更多

关键词 原状Q3黄土 渗气系数 等向应力 含水率 体积含气率

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非饱和黄土水-气渗透性试验研究 被引量：6

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作者 赵敏 何晖 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2005年第3期292-295,共4页

非饱和土孔隙水、气处于同一个系统内,渗水系数与渗气系数间必然存在一定的联系,通常渗气系数易于测定,而渗水系数难以准确测定。非饱和土水-气运动联合测试仪基于水、气运动之间的内在联系,将渗水系数的测试转化为对渗气系数的测试,为... 非饱和土孔隙水、气处于同一个系统内,渗水系数与渗气系数间必然存在一定的联系,通常渗气系数易于测定,而渗水系数难以准确测定。非饱和土水-气运动联合测试仪基于水、气运动之间的内在联系,将渗水系数的测试转化为对渗气系数的测试,为非饱和土水、气运移规律的研究提供了方便。本文利用该仪器,研究了饱和度、干密度对非饱和黄土水、气渗透性的影响,结果表明:在气连通条件下,饱和度对渗水性的影响大于对渗气性的影响,而干密度对水、气渗透性影响均较小;在气封闭条件下,饱和度、干密度对渗气性的影响均大于对渗水性的影响;当孔隙气从连通状态变化到封闭状态的过程中,饱和度、干密度对渗气性、渗水性的影响基本相当;渗水系数与渗气系数间呈指数关系。 展开更多

关键词 非饱和黄土 渗水系数 渗气系数 饱和度 干密度

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三轴应力条件下原状黄土的渗气特性 被引量：2

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作者 张登飞 陈存礼 +1 位作者 陈惠 刘科 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期93-99,共7页

用改装的三轴渗气仪,在三轴应力条件下对不同含水率原状黄土进行渗气试验,分析了平均应力、偏应力及含水率变化对渗气系数与饱和度关系的影响,提出了考虑三者影响的渗气函数。研究结果表明:偏应力、平均应力及含水率对渗气系数与饱和度... 用改装的三轴渗气仪,在三轴应力条件下对不同含水率原状黄土进行渗气试验,分析了平均应力、偏应力及含水率变化对渗气系数与饱和度关系的影响,提出了考虑三者影响的渗气函数。研究结果表明:偏应力、平均应力及含水率对渗气系数与饱和度关系皆有较大的影响。平均应力(应力比相同)或偏应力(平均应力相同)作用引起饱和度增大时,渗气系数线性减小,且减小程度与含水率的大小有关;含水率增大时渗气系数随饱和度增大而减小的速率比应力增大时的小。不同应力状态下,相对渗气系数与饱和度关系,渗气系数与修正气体饱和度关系皆可归一,且可分别用以总饱和度为参量的P-v G-M模型及本文提出的修正气体饱和度幂函数(MAPL)模型描述,但相比较而言,MAPL模型参数较少,更便于实际工程应用。MAPL模型对渗气系数的预测结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 原状黄土 偏应力 平均应力 含水率 渗气系数

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生物炭改性黏土的渗水渗气特性及其函数关系 被引量：5

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作者 李明玉 郭进军 张艳星 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期54-61,共8页

黏土中施加生物炭可改变土体的孔隙结构。生物炭掺量和干密度均会对土体的渗透系数产生影响,准确确定生物炭-黏土混合土的渗透系数对满足填埋场上覆层的功能需求格外重要。采用自主研发设计的柔性壁水-气联合渗透测试装置,测定不同生物... 黏土中施加生物炭可改变土体的孔隙结构。生物炭掺量和干密度均会对土体的渗透系数产生影响,准确确定生物炭-黏土混合土的渗透系数对满足填埋场上覆层的功能需求格外重要。采用自主研发设计的柔性壁水-气联合渗透测试装置,测定不同生物炭掺量和干密度的生物炭-黏土混合土的饱和渗透系数和渗气系数,得到生物炭掺量、干密度与渗气系数和渗水系数间的关系曲线。建立生物炭掺量和干密度双变化条件下的渗气渗水函数,并通过验证组验证该函数的适用性。研究结果表明:在干密度较小时,对比纯黏土的渗水率,添加5%、10%、15%和20%生物炭处理后的土样渗水率kw值分别为8.25×10^(−17)、8.89×10^(−17)、10.40×10^(−17)和18.25×10^(−17)m^(2),掺20%生物炭土样的渗透率增加了将近一个数量级。渗气渗水函数基于易测定的渗气率作为自变量,同时又考虑了干密度和生物炭掺量的影响,能快速、准确地确定土样的渗水系数。结合验证组试验得出,利用该函数计算得到的渗水系数和试验实测值吻合程度较好,表明该函数具有一定的适用性。该研究结果可为快速、准确确定渗水率,定量描述非饱和土孔隙中水气运动之间的相互影响提供理论支撑。 展开更多

关键词 生物炭 黏土 生物炭掺量 干密度 饱和渗水系数 渗气系数

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衡盾泥在带压开舱时的闭气保压效果研究 被引量：9

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作者 马卉 祝思然 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第A01期15-19,共5页

为研究衡盾泥在带压开舱时的闭气保压效果,通过室内试验及理论计算的方法对衡盾泥的泥膜气密性进行分析。结果表明:1)3 d龄期的衡盾泥泥膜中自由水所占比例约为10%;2)在0.292 MPa压力下,改良黏土浆体泥水质量比为1∶2、塑化剂掺入质量比... 为研究衡盾泥在带压开舱时的闭气保压效果,通过室内试验及理论计算的方法对衡盾泥的泥膜气密性进行分析。结果表明:1)3 d龄期的衡盾泥泥膜中自由水所占比例约为10%;2)在0.292 MPa压力下,改良黏土浆体泥水质量比为1∶2、塑化剂掺入质量比为1/20、成膜龄期为3 d的衡盾泥泥膜,仅1.7%的孔隙可能出现渗气;3)衡盾泥泥膜渗气系数为10^(-8)~10^(-7)cm^3/s,换算到直径为6 m的隧道开挖断面上,泥膜的渗气量为2~3 m^3/h,盾构开舱时配置的空压机完全满足补气条件。 展开更多

关键词 衡盾泥 带压开舱 渗气量 渗气系数 泥膜气密性

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应力作用下混凝土碳化深度预测模型 被引量：11

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作者 唐官保 姚燕 +2 位作者 王玲 曹银 崔素萍 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期304-308,共5页

研究了应力对混凝土气渗系数和CO2扩散系数的影响,建立了气渗系数与CO2扩散系数的相关性.以Fick第一定律推导的碳化深度模型为基础,建立了基于气渗系数的应力作用下混凝土碳化深度预测模型--CDep-GPL模型,并对模型进行了验证.结果表明:... 研究了应力对混凝土气渗系数和CO2扩散系数的影响,建立了气渗系数与CO2扩散系数的相关性.以Fick第一定律推导的碳化深度模型为基础,建立了基于气渗系数的应力作用下混凝土碳化深度预测模型--CDep-GPL模型,并对模型进行了验证.结果表明:混凝土碳化深度的模型预测值与试验值吻合较好,该模型可用于预测应力作用下混凝土的碳化深度. 展开更多

关键词 混凝土碳化 气渗系数 CO2扩散系数 碳化深度 CDep-GPL模型

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