米海存　何紅曼　姜婷婷

摘 要：對(duì)近八年來研究黃土滲透系數(shù)具有代表性的文章進(jìn)行分析總結(jié)，提出在探究黃土的重要性時(shí)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(shí)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(hào)：TU441.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(kuò)展，覆蓋面積達(dá)6.3×105 km2，占中國陸地面積的6.6%。第四紀(jì)時(shí)期當(dāng)?shù)馗珊?、半干旱的氣候環(huán)境為物質(zhì)源的形成和以風(fēng)成為主的物質(zhì)搬運(yùn)、黃土堆積及侵蝕作用創(chuàng)造了條件，造就今日獨(dú)特的黃土地貌[1]。近年來，黃土地區(qū)的事故屢見不鮮，對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成重大的損失。加上國家實(shí)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(xiàng)目的建設(shè)，對(duì)于黃土的研究顯得至關(guān)重要。

黃土的滲透系數(shù)是一個(gè)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(duì)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(dāng)有水滲入時(shí)，黃土的滲透系數(shù)是一個(gè)恒定的值，此時(shí)的滲流量包括黃土顆粒吸水量和孔隙滲流量兩部分。當(dāng)黃土被浸濕，但尚未達(dá)到飽和時(shí)，其滲透系數(shù)將會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)黃土達(dá)到飽和時(shí)，其滲透系數(shù)又會(huì)發(fā)生變化，但此時(shí)，會(huì)變成一個(gè)定值。因此，提出黃土滲透系數(shù)的測定方法對(duì)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(shí)驗(yàn)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(jìn)展

近年來，對(duì)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(shí)測了膨潤土改性黃土的滲透性能，其研究表明，實(shí)驗(yàn)初期樣品的滲透系數(shù)在同一數(shù)量級(jí)上有較大波動(dòng)，隨著持續(xù)時(shí)間的增加，滲透系數(shù)趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定后幾乎不隨時(shí)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(jí)上降低。根據(jù)甘肅大型引水工程滲水試驗(yàn)[5]，黃土渠道滲漏過程的規(guī)律為：長時(shí)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(shí)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(shí)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?jǐn)U散率與體積含水量的關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果揭示：在干密度嚴(yán)重的情況下的，在滲透含水量較多的同時(shí)滲透力和擴(kuò)散力是尤為顯著的；相反體積含水量很少時(shí)，當(dāng)體積含水量較小時(shí)，對(duì)滲透力沒有影響但擴(kuò)散力幾本是沒有。然后采用高速離心機(jī)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(jìn)一步回歸得到黃土水分?jǐn)U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(shí)黃土的滲透系數(shù)對(duì)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(yàn)和三軸滲透試驗(yàn)，對(duì)比分析了圍壓和干密度對(duì)滲透系數(shù)的影響，用指數(shù)函數(shù)對(duì)圍壓和滲透系數(shù)的關(guān)系曲線進(jìn)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(duì)滲透系數(shù)的影響會(huì)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(yàn)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(rèn)識(shí)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(jìn)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(duì)黃土滲透性的研究得知。

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

（2）干密度和圍壓對(duì)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(duì)滲透系數(shù)的影響會(huì)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(duì)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(dāng)含水量增加到某一值時(shí)，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(dāng)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(xiàn)

[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(bào)，2007（7）.

[2] 趙天宇，張虎元，嚴(yán)耿升，等.滲透條件對(duì)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(shí)非飽和黃土滲透系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，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(yàn)研究[J].中國農(nóng)村水利水電，2009（10）.endprint