土力學滲透破壞實驗裝置

⑴ 土石混合體滲透性能的正交試驗研究

周中¹ 傅鶴林¹ 劉寶琛¹ 譚捍華² 龍萬學² 羅強²

（1.中南大學土木建築學院 湖南 長沙 410075

2.貴州省交通規劃勘察設計研究院 貴州 貴陽 550001）

摘要 土石混合體作為土和石塊的介質耦合體，具有非均質性、非連續性及試樣的難以採集性等獨特的性質，從而給研究帶來極大的困難。土石混合體屬於典型的多孔介質，其滲透特性與顆粒的大小、孔隙比及顆粒形狀關系密切。本文採用室內正交實驗，利用自製的常水頭滲透儀，研究了礫石含量、孔隙比和顆粒形狀三個因素在不同水平下對土石混合體滲透系數的影響。通過正交試驗確定了三種因素對土石混合體滲透系數的影響順序及各因素的顯著性水平。提出了土石混合體滲透系數計算公式，並通過試驗結果驗證了計算公式的正確性，為土石混合體滲透系數的理論計算提供了一個簡明有用的計算工具。

關鍵詞 土石混合體 多孔介質 滲透性能 計算公式 正交試驗

土石混合體一般由作為骨料的礫石或塊石與作為充填料的粘土或砂組成，是介於土體與岩體之間的一種特殊的地質體，是土和石塊的介質耦合體^［1］。因為土石混合體具有物質組成的復雜性、結構分布的不規則性以及試樣的難以採集性等獨特的性質，從而給研究帶來極大的困難，目前人們對於它的研究仍處於探索之中^［2］。滲透與強度和變形特性，都是土力學中所要研究的主要力學性質，其在土木工程的各個領域中都有重要的作用^［3］。土石混合體屬於典型的非均質多孔介質^［4］，其滲透特性與顆粒的大小、顆粒組成、孔隙比及顆粒形狀關系密切。土的滲透系數可以通過室內試驗由達西定理計算得出，然而土石混合體的滲透系數卻難以確定，主要原因是：取樣困難；難以進行常規的滲透試驗；大尺度的滲透試驗不僅造價高准確性差，而且試驗結果離散度大，難以掌握其規律性。迄今為止，國內還沒有對土石混合體滲透性能進行研究的資料，現有研究成果局限於利用物理和數值模擬試驗對其變形和力學性質進行研究，而對滲透性還未涉及。因此，能夠求出土石混合體滲透系數的計算公式具有重要的理論意義和工程應用價值。

本文研究土石混合體中礫石含量、孔隙比（壓實度）和顆粒形狀三個因素在不同水平下對土石混合體的滲透系數的影響，找出三因素與土石混合體滲透系數之間的關系，並提出土石混合體滲透系數計算公式。

1 土石混合體滲透性能的正交試驗

1.1 正交試驗方案設計

在室內試驗中考慮礫石含量、孔隙比（壓實度）和顆粒形狀三個因素對土石混合體滲透系數的影響，就每種因素擬考慮3個水平。對於這種3因素3水平的試驗，如果考慮每一個因素的不同水平對基材的影響，則根據組合可得有3³組試驗，這對人力、物力與時間來說都是一種浪費，因此採用正交試驗設計來研究這一問題更為合理。本試驗所選取的正交表為L₉（3⁴），考慮試驗誤差的影響，但不考慮各因素間的交互作用（即假定他們之間相互沒有影響）。共需9組試驗，每組作平行試驗3次，共27次滲透試驗。本試驗中採用的因素與對應的水平數如表1所示，其中粗粒形狀分為球形體、六面體和三棱錐3個水平，分別由卵石、強風化石塊和新打碎的碎石來近似替代。

表1 正交試驗的因素水平

1.2 試樣的基本物理力學性質

試驗所取土樣為正在修建的上瑞高速公路貴州段晴隆隧道出口處典型性土石混合體，其天然狀態土的物理指標及顆粒級配曲線見表2和圖1。由圖1可知現場取回土樣的不均勻系數C_u為12.31，說明土樣中包含的粒徑級數較多，粗細粒徑之間差別較大，顆粒級配曲線的曲率系數C_c為1.59，級配優良。

表2 天然狀態土的基本物理指標

圖1 天然狀態土的顆粒級配曲線

1.3 大型滲透儀的研製

《土工試驗規程》（SL237—1999）規定粗粒土的室內滲透系數需由常水頭滲透儀測試，國內常用的常水頭滲透儀是70型滲透儀。70型滲透儀的筒身內徑為9.44cm，試驗材料的最大粒徑為2cm，規范^［5］要求筒身內徑應為最大粒徑的8～10倍，因此70型滲透儀的筒身內徑過小，有必要研製大尺寸的滲透儀。自製滲透儀的內徑和試樣高度至少應為最大顆粒粒徑的8倍，即至少應為16cm，另外，考慮到邊界效應，試樣的上下兩頭分別增加2cm，因此，自製滲透儀的內徑和試樣高分別取為16cm和20cm。考慮到土石混合體的滲透性較強，選取進排水管的口徑為2cm。自製的大型常水頭滲透儀的如圖2 和圖3所示。

圖2 常水頭滲透儀示意圖

數據單位為cm

圖3 自製滲透儀

2 試驗結果分析

2.1 試驗結果

按正交試驗表L₉（3⁴）的安排，共需作9組試驗，每組試驗作平行試驗3次，取3次測量的平均值，並乘以溫度校正系數

，即可求出每組試驗20℃時的滲透系數，滲透系數的測量結果見表3。

表3 滲透試驗測定結果

續表

2.2 試驗分析

運用正交試驗的直觀分析法和方差分析法，分析各因素對土石混合體滲透系數影響的主次順序，繪出因素水平影響趨勢圖，求出各因素的顯著性水平。

2.2.1 直觀分析

對試驗所得的土石混合體的滲透系數進行正交試驗的極差分析，並畫出各因素的水平影響趨勢圖。正交試驗的極差分析表見表4，3個因素與滲透系數的關系見圖4。

表4 極差分析表

圖4 各因素與滲透系數的關系

A—礫石含量；B—孔隙比；C—粗粒形狀

由正交試驗的極差分析表可以看出，對土石混合體滲透系數影響的主次順序為A→B→C，即礫石含量→孔隙比→顆粒形狀。由各因素與滲透系數的關系圖可以看出礫石含量越多滲透系數越大，孔隙比越大滲透系數越大，顆粒磨圓度越大滲透系數越小。在路基工程及大壩工程中，可以通過調節粗顆粒的含量、壓實度及顆粒形狀以獲得工程所需的滲透系數。

2.2.2 方差分析

為了確定因素各水平對應的試驗結果的差異是由因素水平不同引起的，還是由試驗誤差引起的，並對影響土石混合體滲透系數的各因素的顯著性水平給予精確的數量評估，需採用正交試驗的方差分析法對試驗數據進行分析，分析結果如表5所示。

表5 方差分析結果

方差分析結果表明：

（1）因素各水平對應的試驗結果的差異是由因素水平不同引起的，而不是由試驗誤差引起的；

（2）礫石含量對土石混合體滲透系數的影響高度顯著，孔隙比對土石混合體滲透系數的影響顯著，顆粒形狀土石混合體滲透系數的影響不顯著。

3 土石混合體滲透系數

3.1 滲透系數與礫石含量之間的關系

眾所周知，土石混合體的滲透系數與顆粒的大小及級配有關，本文選擇等效粒徑d₂₀和曲率系數C_c來表示土的顆粒大小和顆粒級配，原因是文獻［3］認為等效粒徑d₂₀比其他粒徑特徵系數更能准確地表示顆粒的大小，而與顆粒級配有關的系數是不均勻系數C_u和曲率系數C_c，不均勻系數C_u只反映土粒組成的離散程度，曲率系數C_c能在一定程度上反映顆粒組成曲線的特性，因而曲率系數C_c更適合於評價土的顆粒級配。不同礫石含量的顆粒級配曲線如圖5所示。由圖5可以求出各曲線的粒徑特徵系數，見表6。

圖5 試樣的顆粒級配曲線

表6 不同粗粒含量時的粒徑特徵

由圖6可知，其他條件相同時，土石混合體的滲透系數k與函數f（d₂₀，C_c）呈線性關系，其中

。

圖6 k₂₀-f（d₂₀，C_c）關系曲線

3.2 滲透系數與密實度之間的關系

由正交試驗的方差分析可知，孔隙率e對滲透系數的影響雖不如粗粒含量大，但也是很顯著的。在其他條件相同時，k與

呈線性關系，如圖7所示。

土石混合體

3.3 滲透系數與顆粒形狀之間的關系

狄凱爾與海阿特（Tikell and Hiatt）於1938年探討了顆粒的「稜角性」與「圓度」對滲透系數的影響，並指出顆粒的稜角性越大，滲透系數越大^［6］。由正交試驗分析表可知C_s1∶C_s2∶C_s3＝0.9∶1∶1.2，並且將試驗數據進行回歸分析，當形狀系數C_s1＝0.18，C_s2＝0.2，C_s3＝0.24時與試驗結果最為接近，此結論與卡門（Carmen）的研究成果^［7］相近。

3.4 土石混合體的滲透系數

由以上分析可知土石混合體的滲透系數與顆粒大小、顆粒級配、顆粒形狀及孔隙比有關，同時滲透流體對滲透性也有一定的影響，主要是受液體的動力粘滯度η的影響，大量研究成果表明滲透系數k 與g/η 成正比^{［3，4，7］}。因此，土石混合體的滲透系數計算公式為

土石混合體

式中：k為土石混合體的滲透系數，cm/s；C_s為顆粒的形狀系數，m^-3；d₂₀為等效粒徑，小於該粒徑的土重占總土重的20%，m；C_c為顆粒級配曲率系數，

；e為孔隙比；g為重力加速度，9.8 N；η 為液體的動力粘滯度，kPa · s（10^-6），η₂₀＝1.01×10^-6kPa·s。

由公式（1）計算出20℃時土石混合體的滲透系數k₂₀列於表7。與其他物理力學參數相比，土石混合體的滲透性變化范圍要大得多。同時，受宏觀構造和微觀結構復雜性的影響，其滲透性具有高度的不均勻性^［8］。為進一步驗證公式（1）的正確性，將實測值與由公式（1）得出的計算值進行對比分析，見圖8。由圖8可知由公式（1）計算出的滲透系數值與實測值基本吻合，9組試樣的平均相對誤差為21%，這對於離散性很強的土石混合體的滲透系數來說已經具有足夠的精確性。

表7 計算值與實測值對應關系

圖8 計算值與實測值關系

4 結論

（1）通過正交試驗獲取了礫石含量、孔隙比和顆粒形狀對土石混合體滲透系數影響的主次順序，並得出各因素的顯著性水平，工程設計中可以通過合理調整土石混合體的礫石含量、孔隙比（壓實度）和顆粒形狀，以達到控制其滲透能力的目的。

（2）土石混合體的滲透系數與等效粒徑d₂₀和曲率系數C_c組成的函數

成正比，並與孔隙比函數

成正比。

（3）提出了土石混合體滲透系數的計算公式，並通過試驗結果驗證了計算公式的正確性，為土石混合體滲透系數的定量預測提供了一個簡明有用的計算工具。

參考文獻

［1］油新華.土石混合體隨機結構模型及其應用研究.北方交通大學博士論文，2001：1～18

［2］油新華，湯勁松.土石混合體野外水平推剪試驗研究.岩石力學與工程學報，2002，21（10）：1537～1540，60～129

［3］劉傑.土的滲透穩定與滲流控制.北京：水利電力出版社，1992：1～20

［4］薛定諤A E.多孔介質中的滲流物理.北京：石油工業出版社，1984：141～173

［5］中華人民共和國水利部.土工試驗規程（SL237—1999）.北京：中國水利水電出版社，1999：114～120

［6］ Tickell FG，Hiatt WN.Effect of angularity of grains on porosity and permeability of unconsolidated sands.AAPG Bulletin，1938，22（9）：1272～1274

［7］黃文熙.土的工程性質.北京：水利電力出版社，1984：60～129

［8］邱賢德，閻宗嶺，劉立等.堆石體粒徑特徵對其滲透性的影響.岩土力學，2004，25（6）：950～954

⑵ 試驗方案

3.2.1.1 非飽和砂的土水特徵曲線試驗方案

圖3.9 土水特徵曲線壓力板儀

本實驗採用美國GCTS公司SWC-150Fredlund土水特徵曲線壓力儀（圖3.9），該儀器具有如下主要特點：

1）由非飽和土力學創始人Fredlund先生指導設計；

2）在試驗過程中，可以施加垂直壓力；

3）可以測量體積變化和含水量；

4）可以施加吸力到1500kPa，既可測試吸濕曲線，也可以測試脫濕曲線；

5）雙壓力儀表和調壓器，可以精確控制壓力；

6）使用軸平移技術，可以測量零位初始吸力（備選功能）；

7）沖刷功能，可以測量擴散氣泡；

8）不銹鋼結構，手動按鍵，可以快速安裝在載入錘上，提供壓力補償器；

9）微型加熱器，防止壓力室內的蒸汽冷凝。

美國GCTS公司Fredlund SWCC裝置是一套非飽和土測試裝置，具有很大的靈活性，可以在不同的應力路徑下，施加基質吸力。該設備可以得到土體完全的土水特徵曲線，吸力控制可以從近似零值到1500kPa，可以施加一維載入（即K0狀態），試樣直徑可以達到71mm，不銹鋼結構。可以對各種試樣在干或者濕狀態下進行試驗。通過雙壓力儀表和調節閥來控制試樣頂部的孔隙氣壓力_μa。不銹鋼結構的壓力室帶有簡便的按鍵和旋扭，可以快速的安裝試樣。設備包括一個壓力面板、雙壓力表和調節閥，可以在低壓范圍內調節精確的壓力；還包括必要的管路和閥門，用來定期沖刷和測量擴散氣泡。

幾種不同壓力的高進氣值陶土板可以輕易地更換，壓力范圍有100kPa、300kPa、500kPa和1500kPa，可以根據被測的土體類型來選擇不同壓力的陶土板。在試驗過程中，試樣可以受到一個象徵性的垂直荷載，或者是一個類似於現場的覆蓋層土壓力。現場覆蓋層土壓力的施加可以簡單地在載入板上增加固定荷載。

本次非飽和砂的土水特徵曲線試驗工況設計見表3.4。

表3.4 非飽和砂的土水特徵曲線試驗干密度

3.2.1.2 飽和砂的滲透試驗方案

試樣安裝在滲透室，同時有一個常水頭的水箱讓水流過土樣。在滲透室側壁上有3個測點與安裝在帶有米尺的控制板上的壓力計連接。通過土樣的水以一定量或一段時間被收集和測量。水頭的減少可以通過壓力計的水位改變而得到。液體壓力計和架子，包括帶孔的3個玻璃試管、刻度尺、連接壓力室出水的連接管，所有這些都安裝在一個控制板上，試驗裝置如圖3.10所示。

本試驗以水溫20℃為標准溫度，標准溫度下的滲透系數應按下式計算：

毛烏素沙漠風積砂岩土力學特性及工程應用研究

式中：K₂₀為標准溫度時試樣的滲透系數，cm/s；K_T為T℃時試樣的滲透系數，cm/s；_ηT為T℃時水的動力黏滯系數kPa·s；_η20為20℃時水的動力黏滯系數kPa·s；黏滯系數比_ηT/_η20可由表3.5查得。

飽和砂滲透系數試驗工況設計見表3.6，根據需要，改變試樣的孔隙比進行多次試驗，以獲得密度和滲透系數的關系。

圖3.10 試驗裝置

表3.5 標准溫度換算關系

表3.6 飽和砂的滲透系數試驗干密度工況設計

⑶ 土石混合體滲透性能的試驗研究

周中¹ 傅鶴林¹ 劉寶琛¹ 譚捍華² 龍萬學² 羅強²

（1.中南大學土木建築學院 湖南 長沙 410075

2.貴州省交通規劃勘察設計研究院 貴州 貴陽 550001）

摘要 土石混合體屬於典型的多孔介質，其滲透特性與礫石的百分含量關系密切。通過自製的常水頭滲透儀，測定了不同含礫量時土石混合體滲透系數值，研究發現含礫量與土石混合體滲透系數之間存在指數關系；基於冪平均法，提出了土石混合體復合滲透系數的計算公式，並通過試驗結果驗證了該式的正確性，為土石混合體滲透系數的理論計算提供了一個簡明有用的計算工具。

關鍵詞 土石混合體 多孔介質 滲透性能 復合滲透系數 經驗公式

土石混合體一般是由作為骨料的礫石或塊石與作為充填料的粘土或砂組成，它是介於土體與岩體之間的一種特殊的地質體，是土和石塊的介質耦合體^［1］。因為土石混合體具有物質組成的復雜性、結構分布的不規則性以及試樣的難以採集性等特殊的性質，從而給研究帶來極大的困難，目前人們對於它的研究仍處於探索之中^［2］。滲透與強度和變形特性都是土力學中所要研究的主要力學性質，其在土木工程的各個領域都有重要的作用^［3］。土石混合體屬於典型的非均質多孔介質^［4］，其滲透系數是由高滲透性的礫石和低滲透性的土體復合而成的。土的滲透系數可以通過室內試驗由達西定理計算得出，然而土石混合體的滲透系數卻難以確定，主要原因是：取樣困難；難以進行常規的滲透試驗；大尺度的滲透試驗不僅造價高、准確性差，而且試驗結果離散度大，難以掌握其規律性。因此能夠求出土石混合體復合滲透系數的計算公式具有重要的理論意義和工程應用價值。

土石混合體中土與礫石粒徑的界限值為5mm，即將粒徑小於5mm的顆粒稱為土、大於5mm的顆粒稱為石，礫石含量用P₅表示^［1］。利用自製的常水頭滲透儀，研究礫石體積百分含量P₅從0%逐步過渡到100%（間隔10%）時土石混合體的滲透系數，每種配比作平行試驗3次，共33次滲透試驗。

1 土石混合體滲透性能試驗

1.1 試樣的基本物理力學性質

試驗所取土樣為正在修建的上瑞高速公路貴州段晴隆隧道出口處典型性土石混合體，其天然狀態土的物理指標及顆粒級配曲線見表1和圖1。由圖1可知現場取回土樣的不均勻系數C_u為12.31，說明土樣中包含的粒徑級數較多，粗細粒徑之間差別較大，顆粒級配曲線的曲率系數C_c為1.59，級配優良。

表1 天然狀態土的基本物理指標

圖1 天然狀態土的顆粒級配曲線

1.2 大型滲透儀的研製

《土工試驗規程》（SL237—1999）規定粗粒土的室內滲透系數需由常水頭滲透儀測試，國內常用的常水頭滲透儀是70型滲透儀。70型滲透儀的筒身內徑為9.44cm，試驗材料的最大粒徑為2cm，規范^［5］要求筒身內徑應為最大粒徑的8～10倍，因此70型滲透儀的筒身內徑過小，有必要研製大尺寸的滲透儀。自製滲透儀的內徑和試樣高度至少應為最大顆粒粒徑的8倍，即至少應為16cm，另外，考慮到邊界效應，試樣的上下兩頭分別增加2cm，因此，自製滲透儀的內徑和試樣高分別取為16cm和20cm。考慮到土石混合體的滲透性較強，選取進排水管的口徑為2cm。自製的大型常水頭滲透儀如圖2和圖3所示。

圖2 自行研製的滲透儀

圖3 常水頭滲透儀示意圖

數據單位為cm

1.3 試驗步驟

首先，將由現場取回的土樣烘乾、過篩，並根據粒徑的大小分為0～5 mm的土和5～20mm的礫石兩部分。然後，按照試驗要求的礫石體積百分含量P₅，以10%的初始含水量配製試樣，靜置24 h。試驗時，將配製好的試樣分層裝入圓桶中，每層裝料厚度30mm左右，分層壓實，記錄每層的擊實數。按上述步驟逐層裝樣，至試樣頂部高出測壓孔約3cm為止。測出裝樣高度，准確至0.1cm。在試樣頂部鋪一層2cm厚的細礫石作緩沖層。之後，由進水管注入蒸餾水，直至出水孔有水流出，靜置24 h使試樣充分飽和。用量筒從滲透水出口測定滲透量，同時用溫度計測量水溫，用秒錶測記經一定時間的滲水量，共測讀6次，取其平均值，6次結果相差不得超過7%，否則需重新測定。

1.4 試驗數據

按照試驗設計的各種礫石體積百分含量P₅共需作11組試驗，每組試驗作平行試驗三次，取3次測量的平均值，並乘以溫度校正系數

，即可求出每組試驗20℃時的滲透系數，滲透系數的測量結果見表2。

表2 滲透系數測定結果

2 試驗結果分析

2.1 滲透系數與礫石含量的關系

不同含礫量的顆粒級配曲線如圖4所示，由圖4可以求出各曲線的粒徑特徵系數及不均勻系數C_u和曲率系數C_c。

圖4 試樣的顆粒級配曲線

圖5為土石混合體礫石含量P₅與20℃時滲透系數的關系曲線。從圖5可以看出，隨著含礫量的增加，滲透系數急劇增加，可見，在設計中可以通過調節礫石的含量來控制土石混合體的宏觀滲透性能。

圖5 粗粒含量與滲透系數的關系

從圖5還可以發現，土石混合體中礫石的含量P₅與滲透系數k之間存在指數關系，與文獻［6］的研究成果相似，即

土石混合體

式中：k₀為P₅＝0時土的初始滲透系數；n為與土石混合體本身性質相關的常數。對於文中試驗值，k₀與n分別為0.0006cm/s和8.82。在工程中可以通過少量試驗來確定k₀，n值，以此來預測不同級配土石混合體的滲透性。

2.2 土石混合體的復合滲透系數

近幾十年來，許多學者在揭示影響和決定土的滲透系數內在因素及其相互關系方面進行了大量工作，並取得了有益的成果^［7～12］，被認為依然有效且目前常用的確定滲透系數的半經驗、半理論公式有：

（1）水利水電科學研究院公式^［7］：

土石混合體

式中：k₁₀，k₂₀分別為溫度為10℃和20℃時的滲透系數（cm/s）；η₁₀/η₂₀為溫度為10℃和20℃的粘滯系數比；n為孔隙率；d₂₀為等效粒徑（mm）。

（2）泰勒（Taylor）^［9］用毛管流的哈根-伯努力（Hange-Poiseuille）方程導出滲透系數的表達式：

土石混合體

式中：d_s為當量圓球直徑，可以用等效粒徑d₂₀代替；γ_w為液體容重；μ為液體粘滯度；e為孔隙比；C為形狀系數，通常取C＝0.2。

式（2）和式（3）均是針對土體的滲透特性提出的半經驗、半理論公式，然而對於非均質性更強、粒徑差別更大的土石混合體來說，其適用性不是很強。土石混合體中礫石形成骨架，細顆粒充填孔隙，其滲透系數是由低滲透介質土體的滲透系數k_S和高滲透性介質礫石的滲透系數k_G復合而成。土石混合體復合滲透系數不是按體積百分含量的簡單復合，而是高低滲透性介質的耦合。在參考相關文獻^{［10～12］}的基礎上，基於冪平均法，本文提出的土石混合體復合滲透系數k復合的表達式為

土石混合體

式中：P₅為礫石的體積百分含量，%；k_G為礫石的滲透系數，cm/s；k_S為土的滲透系數，cm/s；f為系數。

礫石的體積百分含量P₅可以由篩分法求出；土的滲透系數k_S和礫石的滲透系數k_G可以由室內試驗直接求出或參考相關資料確定；系數f可以通過少量試驗回歸分析確定，因此可以說（4）式是一個簡明實用的土石混合體復合滲透系數計算公式。

圖6 不同計算方法結果比較

為進一步驗證（4）式，我們將試驗測得的k值與用（2），（3），（4）式計算得到的k值進行對比分析。結果見圖6，具體數值見表3。由圖6和表3可知據水利水電科學研究院公式和泰勒公式計算結果均高於實測值，尤其是當P₅≤30%時，（2）式計算結果和（3）式計算結果比實測值大2～3個數量級，與實測值相差較大。而用本文方法得到的土石混合體的滲透系數最接近實測值，平均相對誤差僅為0.6%，能夠作為土石混合體滲透系數定量預測的有效工具。在工程設計中，可以根據工程對土石混合體滲透性的要求，依據本文提供的經驗公式，調整土石混合體中礫石的含量，達到控制土石混合體滲透能力的目的。

表3 土石混合體滲透系數及相關參數

3 結論

（1）利用自製的常水頭滲透儀，測定了不同含礫量時土石混合體的滲透系數值，並指出含礫量與土石混合體滲透系數之間存在指數關系。在工程設計中可以通過合理調整土石混合體中礫石的含量，達到控制其滲透性能的目的。

（2）指出土石混合體的滲透系數是一種由高滲透性的礫石和低滲透性的土體復合而成的，給出了土石混合體復合滲透系數的計算公式，並通過試驗結果驗證了計算公式的正確性，為土石混合體滲透系數的定量預測提供了一個簡明有用的計算工具。

參考文獻

［1］油新華.土石混合體隨機結構模型及其應用研究.北方交通大學博士論文.2001：1～18

［2］油新華，湯勁松.土石混合體野外水平推剪試驗研究.岩石力學與工程學報.2002，21（10）：1537～1540，60～129

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［8］ Wen X H，Gomez-Hernandez J J.Upscaling hydraulic conctivities in heterogeneous media：An overview.Journal of Hydrology，1996，183：ix～xxxii

［9］ Taylor D W.Fundamentals of soil mechanics.John Wiley ＆ SONS，Inc.，1948

［10］ Brown W F.Solid mixture permitivities.Journal of Chemical Physic，1955，23（8）：1514～1517

［11］ Dagan G.Analysis of flow through heterogeneous random aquifers by the method of embedding matrix—1：Steady flow.Water Resources Research，1981，17（1）：107～122

［12］ Noetinger B.The effective permeability of a heterogeneous porous medium.Transport in Porous Media，1994，15：99～127

⑷ 土力學有哪些室內試驗

常規的室內試驗主要包括：篩分、液塑限、密度含水率，這是常規五項，
其它的土力學室內試驗還有很多，
比如生產性質的：砂土的相對密度試驗，粘性土的擊實試驗，
還有很多：三軸、直剪這倆是測試土體強度的，壓縮試驗，測量土體變形特性的，滲透試驗測試土體滲透特性的。。。。
還有一些基本是純科研性質的：空心扭剪、應力路徑、環剪、溫控三軸、滲透、壓縮固結試驗，現在還有很多其他專業的設備也拿來做土力學試驗了，想什麼CT機 核磁共振、隧道顯微鏡等等