米海存　何紅曼　姜婷婷

摘 要：對近八年來研究黃土滲透系數(shù)具有代表性的文章進行分析總結(jié)，提出在探究黃土的重要性時其有效方法是干密度的滲透系數(shù)來比較。分析了在現(xiàn)有的階段時間檢測出黃土滲透系數(shù)的常用方法，并且得出黃土滲透系數(shù)本身的一些特性。

關(guān)鍵詞：黃土研究 滲透系數(shù) 干密度 圍壓

中圖分類號：TU441.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（b）-0025-01

中國黃土地層全、厚度大、分布廣而且工程性質(zhì)特殊，廣泛分布在西北、華北與東北地區(qū)，尤其集中分布在被稱為中央黃土高原的陜西、甘肅以及寧夏等地區(qū)。平面上從山西、陜西和甘肅為主組成的“黃土高原”向外擴展，覆蓋面積達6.3×105 km2，占中國陸地面積的6.6%。第四紀時期當?shù)馗珊怠敫珊档臍夂颦h(huán)境為物質(zhì)源的形成和以風(fēng)成為主的物質(zhì)搬運、黃土堆積及侵蝕作用創(chuàng)造了條件，造就今日獨特的黃土地貌[1]。近年來，黃土地區(qū)的事故屢見不鮮，對我國國民經(jīng)濟建設(shè)造成重大的損失。加上國家實行的西部大開發(fā)政策，諸如引水工程、人工生態(tài)湖工程等大中型項目的建設(shè)，對于黃土的研究顯得至關(guān)重要。

黃土的滲透系數(shù)是一個復(fù)雜的參數(shù)，不同地區(qū)和不同狀態(tài)下的黃土，其滲透系數(shù)大不相同。對于不同地區(qū)干燥的黃土，其干密度不同而且內(nèi)部可能含有小的孔隙或裂隙，所以他們的滲透系數(shù)不相同。當有水滲入時，黃土的滲透系數(shù)是一個恒定的值，此時的滲流量包括黃土顆粒吸水量和孔隙滲流量兩部分。當黃土被浸濕，但尚未達到飽和時，其滲透系數(shù)將會發(fā)生變化。當黃土達到飽和時，其滲透系數(shù)又會發(fā)生變化，但此時，會變成一個定值。因此，提出黃土滲透系數(shù)的測定方法對黃土的研究至關(guān)重要。目前采用南55型滲透儀和三軸滲透實驗儀測定黃土滲透系數(shù)是國內(nèi)較為廣泛和成熟的測量方法。

1 黃土滲透性研究進展

近年來，對黃土滲透性的研究成果有很多，如趙天宇[2]等在室內(nèi)采用柔性壁滲透儀實測了膨潤土改性黃土的滲透性能，其研究表明，實驗初期樣品的滲透系數(shù)在同一數(shù)量級上有較大波動，隨著持續(xù)時間的增加，滲透系數(shù)趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定后幾乎不隨時間的變化而變化；而且增大圍壓和滲透壓可以引起改性黃土滲透系數(shù)在同一數(shù)量級上降低。根據(jù)甘肅大型引水工程滲水試驗[5]，黃土渠道滲漏過程的規(guī)律為：長時間滲透過程中，滲透浸潤淺的變化和滲漏量變化取決于黃土地層結(jié)構(gòu)和黃土的自身微結(jié)構(gòu)；長期滲透過程中，黃土層的滲透系數(shù)隨時間而改變，因此k值不是常數(shù)。

王鐵行[3]等在室內(nèi)配制不同干密度的壓實黃土樣，采用水平土柱入滲法測試得到不同干密度黃土水分擴散率與體積含水量的關(guān)系。試驗結(jié)果揭示：在干密度嚴重的情況下的，在滲透含水量較多的同時滲透力和擴散力是尤為顯著的；相反體積含水量很少時，當體積含水量較小時，對滲透力沒有影響但擴散力幾本是沒有。然后采用高速離心機法測試得到不同干密度黃土土-水特征曲線，并分析確定了非飽和黃土比水容。進一步回歸得到黃土水分擴散率與干密度的關(guān)系及考慮干密度影響的非飽和黃土滲透系數(shù)的確定方法。最后分析了非飽和黃土滲透系數(shù)隨干密度和體積含水量的變化規(guī)律，結(jié)果表明，滲透系數(shù)隨著體積含水量的增大而單調(diào)加速增大，密實黃土的滲透系數(shù)對干密度的變化比較敏感。

李廣冬等[4]根據(jù)楊凌地區(qū)黃土不同干密度下的常規(guī)滲透試驗和三軸滲透試驗，對比分析了圍壓和干密度對滲透系數(shù)的影響，用指數(shù)函數(shù)對圍壓和滲透系數(shù)的關(guān)系曲線進行了擬合，并推導(dǎo)出了飽和黃土干密度與滲透系數(shù)的函數(shù)關(guān)系。結(jié)果表明：在同等條件下，隨著圍壓和干密度的增大，滲透系數(shù)減小，但其對滲透系數(shù)的影響會越來越?。桓擅芏扰c滲透系數(shù)呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系。郭鴻等在室內(nèi)三抽滲透試驗的基礎(chǔ)上分析了典型地區(qū)飽和黃土的滲透性差異，通過研究并認識到：飽和黃土的滲透系數(shù)隨圍壓和干密度的增加而減?。恢厮苄渣S土制樣所形成的層理結(jié)構(gòu)促使了飽和黃土的滲透進程；飽和黃土的滲透系數(shù)自北向南，自西向東呈減小趨勢。

2 結(jié)語

通過眾多學(xué)者對黃土滲透性的研究得知。

（1）水在非飽和黃土中開始滲入時，滲透系數(shù)較大，隨著持續(xù)時間的增加，滲透系數(shù)趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定后幾乎不隨時間的變化而變化，到最后接近于常數(shù)。

（2）干密度和圍壓對黃土的滲透系數(shù)有很大的影響，隨著圍壓和干密度的增大，滲透系數(shù)減小，但其對滲透系數(shù)的影響會越來越小。

（3）黃土的滲透系數(shù)隨孔隙比的減小而減小，二者間成對數(shù)函數(shù)關(guān)系。黃土的初始含水量越小，其滲透系數(shù)越大，當含水量增加到某一值時，k值就不再降低。黃土各向異性，豎向孔隙比較發(fā)育，因此，垂直向滲透系數(shù)總大于水平向滲透系數(shù)，二者比值在3～30之間。當濕陷性黃土浸水發(fā)生濕陷變形后，豎向滲透系數(shù)將顯著減小，二者差值逐漸縮小。

參考文獻

[1] 徐張建，林在貫，張茂省.中國黃土與黃土滑坡[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2007（7）.

[2] 趙天宇，張虎元，嚴耿升，等.滲透條件對膨潤土改性黃土滲透系數(shù)的影響[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2010（5）.

[3] 趙治海.某場地濕陷性黃土滲透系數(shù)測定方法比較[J].工程勘探，2006（增刊）.

[4] 王鐵行，盧靖，張建鋒.考慮干密度影響的人工壓實非飽和黃土滲透系數(shù)的實驗研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2006（11）.

[5] 郭鴻，駱亞生，李廣冬.考慮地區(qū)差異性的飽和黃土三軸滲透試驗研究[J].中國農(nóng)村水利水電，2009（10）.endprint