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    188宝金博页面版: 土工织物的孔洞曲线和瓶颈曲线及其应用

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    内容提示： 第 22卷第 4 期 水 利 水 电 科 技 进 2oo2 年 8 月 土工织物的孔洞曲线和瓶颈曲线及其应用 庄艳峰，王 钊 (武汉 大学土木建 筑工程学 院 ， 湖北 武汉430072) 摘要： 介绍土工织物的孔洞曲线和瓶颈曲线及其相关的概率分析， 提 出了设计中应注意的一个参数 渗径孔洞数 m． 这两种曲线和参数 m一起 ， 更加完整地反映了土工织物滤层的渗滤性能． 在理 论分析的基础上 ， 提 出了一种新 的滤层设计方法 ， 并提供 了可供设计使 用的计算 图， 该方 法同时考 虑了 D1 0 0和 m 两个参数 ， 解决了具有相同或相似特征孔径织物的优选问题．关键词 ： 土工织物 ； 特征孔径 ； 滤层 ； 孔洞...

    文档格式：PDF | 页数：3 | 浏览次数：30 | 上传日期：2013-10-13 13:29:13 | 文档星级：
    第 22卷第 4 期 水 利 水 电 科 技 进 2oo2 年 8 月 土工织物的孔洞曲线和瓶颈曲线及其应用 庄艳峰，王 钊 (武汉 大学土木建 筑工程学 院 ， 湖北 武汉430072) 摘要： 介绍土工织物的孔洞曲线和瓶颈曲线及其相关的概率分析， 提 出了设计中应注意的一个参数 渗径孔洞数 m． 这两种曲线和参数 m一起 ， 更加完整地反映了土工织物滤层的渗滤性能． 在理 论分析的基础上 ， 提 出了一种新 的滤层设计方法 ， 并提供 了可供设计使 用的计算 图， 该方 法同时考 虑了 D1 0 0和 m 两个参数 ， 解决了具有相同或相似特征孔径织物的优选问题．关键词 ： 土工织物 ； 特征孔径 ； 滤层 ； 孔洞 曲线； 瓶颈 曲线 中图分类号 ： TU531． 7 文献标识码 ： A —— 文章编号 ： 1006— 7647(20 0 2)~ 一 oo34一 o2 土工织物的孔径是织物 滤层 的一个重要参数 ， 但 目前在设计 中所考虑 的仅是 最大特征孔径 ， 而较 少考虑土工织物 的孔 径分布对滤层设计 的影响 ． 为 此本文着重考虑了与土工织物孔径相关的两种分布 曲线——孔洞曲线 和瓶颈 曲线 ， 运用概率方法进行 分析 ， 并给 出其在实际滤层设计 中的运用． 1 C 线 和 D 线及 其性质 土工织物可以看作是 由 m 层组成的 ， 土颗粒以 定的渗 滤路 径通 过织物 ， 也 就是 通过 了 m 个孔 洞 ． 假定通过每一个孔洞均看作是独立事件 ， 且恰好 落在纤维骨架上的颗粒会改 变方 向， 去寻求一个 近 处 的孔洞 ， 那么颗粒 能否穿过织物就仅仅依赖 于颗 粒与通道瓶颈之 间的大小关系? 1 ． 因此完整 的土工 织物孔 径信息 应该包 含两条 曲线 ： C 线 和 D 线 ． C 线是指孔洞累积频率曲线 ， 该线反映 的是织物材料 及组成结构 的特性 ， 与孔 隙率 ／ 7 ,、 纤维直径 d， 有关 ， 而与织物厚度无关 ； 0 线是指织物 的瓶颈 累积频率 曲线 ， 该线反映的是某种特定织物 的性质， 与织物厚 度有关． 如果从概 率的角度来 看 ： 孔 洞累积频率 可以认为是颗粒在每层遇到小于其粒径 d 的孔洞的 概率 ， 亦 即颗粒通不过该层的概率 ， 而瓶颈累积频率 P0则可 以看作是颗粒 通不过织物 的概率 ， 且 P 之间存 在有关 系式 ： P0 = 1一( 1一Pc) ． 有 关 C 线和 0 线关系概率分析可参见文献[ 1] ． C 线和 0 线有如下性质 ( 频率为 ％的孔洞和瓶颈尺寸) ： 一与 ， 0 分别表示 累积 a．00= C0， 因为对于任一块织物 而言 ， 通道 的 数量都是很大的( 大于 1 00 0 个／ cm2) ， 因此可 以近似 看作 。 。 ， 那 么至 少有一条通 道瓶颈 尺寸为 C0 的概 率实际上为 100％ ． 又 因为 C0 为最 小孔洞 尺寸 ， 所 以 Oo = C o． b．0 o< 0 < C1 ∞， 这一点是显然 的 ， 因为作为 通道的瓶颈 ， 它的尺寸必定 不会超 出组成 它的孔洞 的 尺寸 范 围 ． c．图 1 给出了 4 条 D 线示 意图， 分别对应于以 下 4 种情 况 ： ①无 限厚织物 ； ② 相对较厚织物 ； ③相 对较薄织物 ； ④无限薄织物 ． 这里假定它们 由相同材 料构成 ， 且具有相同组织结构， 注意到对于无限薄的 情况 0 线 与 C 线重 合． 又因为 C 线与织 物厚 度无 关 ， 因此 以上 4 种情况具有相 同的 C 线 ． 褂 00 O q = C Ⅲ 。 无限 厚 织物 ＼ a = c ' 瓶颈大小 图 1相 同材料和 结构 的不 同厚 度织物 0 线分布 2基于 C 线和 D 线的设计运用 Giroud给 出了 0 1 oo／ 如图 2 所示 ， 图中， ， l 为织物孔 隙率 ， ～ ／ 的关 系 曲线 图 ， 为纤 维直 基金项 目： 水利部科技 推广中心资助项 目(0o437201 000081) 作者简介 ： 庄艳峰 ( 1978一 ) ， 男 ， 福建永泰人 ， 硕士研究生 ， 主要从 事环境工程和岩 土工 程研究 ·34· 维普资讯 http://www.cqvip.com

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