夏繼宗，奚賽英，尤 迪，鄭付濤

（常州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江蘇常州 213002）

0 前言

滲透系數(shù)是水文地質(zhì)中評(píng)定土層滲透性的一個(gè)重要參數(shù)。在工程建設(shè)中，基坑降水、判定土體滲流穩(wěn)定性等都需要準(zhǔn)確的土層滲透系數(shù)。目前常用的測定土層滲透系數(shù)的方法，包括現(xiàn)場抽水試驗(yàn)、室內(nèi)滲透試驗(yàn)等。國內(nèi)外學(xué)者也總結(jié)出了大量經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，可以通過土層特征粒徑、孔隙比及孔隙率等參數(shù)得到土層滲透系數(shù)[1]，其中以采用土層特征粒徑計(jì)算滲透系數(shù)的公式較為常見，也反映出顆粒級(jí)配與滲透系數(shù)的密切關(guān)系。

常州地區(qū)普遍存在的第⑤層承壓水層，該含水層由厚度不均的粉土、粉砂層組成，部分區(qū)域也以粉土夾粉砂或粉砂夾粉土等形式出現(xiàn)。該含水層典型土層分布如圖1所示?？紤]其滲透性及可操作性，工程中常提供綜合滲透系數(shù)評(píng)價(jià)該含水層的滲透性。由于各含水層透水性及厚度不同，綜合滲透系數(shù)的取值也會(huì)有不同。室內(nèi)試驗(yàn)受到土樣邊界條件限制，現(xiàn)場抽水試驗(yàn)深度與工程影響范圍的不同，這都將造成滲透系數(shù)取值的局限性。而土層顆粒級(jí)配對(duì)滲透性有著直接的影響，分析含水層與顆粒級(jí)配之間的關(guān)系，將為滲透系數(shù)值的確定提供另一種方法。

1 土層特征粒徑及滲透系數(shù)

圖1 第⑤層含水層典型土層典型分布圖

為確定含水層滲透系數(shù)與特征粒徑之間的關(guān)系，收集常州地區(qū)第⑤層現(xiàn)場抽水試驗(yàn)得到的滲透系數(shù)K，抽水試驗(yàn)影響范圍內(nèi)土層特征粒徑d10、d30及d60等參數(shù)。由于含水層各分層厚度不同，特征粒徑也有區(qū)別，為綜合反映土層的顆粒特征，將特征粒徑按各土層厚度進(jìn)行加權(quán)平均，得到含水層特征粒徑的加權(quán)值。加權(quán)計(jì)算如公式（1）所示，得到土層相關(guān)參數(shù)如表1。

式中：dn—土層特征粒徑加權(quán)值（mm）；

dni—各分層特征粒徑平均值（mm）；

hi—各土層厚度值（m）。

表1 第⑤含水層滲透系數(shù)及特征粒徑參數(shù)表

2 滲透系數(shù)與特征粒徑關(guān)系式的建立

為分析滲透系數(shù)與特征粒徑之間的關(guān)系，分別以d10、d30及d60為橫坐標(biāo)，以滲透系數(shù)為縱坐標(biāo)建立散點(diǎn)圖，如圖2～圖4所示。由圖可見，土層滲透系數(shù)與d10相關(guān)關(guān)系不大，而與d30及d60呈現(xiàn)出二次式的關(guān)系。為進(jìn)一步分析，采用回歸分析的方法分別建立關(guān)系式。

剔除部分偏離較大的數(shù)據(jù)后分別對(duì)K-d30及K-d60的二次關(guān)系式進(jìn)行回歸分析，得到的關(guān)系式如下：

圖2 d10-滲透系數(shù)關(guān)系

圖3 d30-滲透系數(shù)關(guān)系

圖4 d60-滲透系數(shù)關(guān)系

由式（2）和式（3），滲透系數(shù)K與d30及d60的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到了0.956和0.987，表現(xiàn)出了良好的相關(guān)性。利用式（2）及式（3）分別對(duì)滲透系數(shù)進(jìn)行預(yù)測，并與實(shí)測值進(jìn)行比較，得到的結(jié)果如表2及表3所示。

由表2及表3預(yù)測值與滲透系數(shù)實(shí)測值的對(duì)比分析，式（2）和式（3）殘差范圍分別為-1.58～1.31m/d和-0.88～0.85m/d，采用d60預(yù)測得到的土層滲透系數(shù)與實(shí)測值更為接近。

3 結(jié)論

土層滲透系數(shù)與顆粒組成關(guān)系密切。常州市第⑤層內(nèi)各分層滲透性、顆粒組成、厚度均有差異，基于綜合土層的滲透系數(shù)及特征粒徑實(shí)測數(shù)據(jù)，通過對(duì)土層的特征粒徑進(jìn)行厚度等效處理，建立了滲透系數(shù)與特征粒徑之間的關(guān)系式，相關(guān)性分析顯示控制粒徑d60與滲透系數(shù)K的相關(guān)性更高，預(yù)測值較為準(zhǔn)確。

表2 d30-K關(guān)系式預(yù)測值對(duì)比

表3 d60-K關(guān)系式預(yù)測值分析

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