粗粒土分类及其渗透性探究摘要介绍了粗粒土的工程性质及其分类办法，根据粒径对粗粒土进行了分类。考虑到水对土体工程性质的重大影响，介绍了达西定律，并阐述了其它学者对粗粒土渗透性的研究成果。关键词：粗粒土；分类；渗透性；工程应用Abstract:Coarse-grainedsoilengineeringpropertiesandtheirclassification,classifiedaccordingtoparticlesizeonthecoarse-grainedsoil.Takingintoaccountthesignificantimpactofwaterontheengineeringpropertiesofsoil,Darcyslaw,andtheresearchofotherscholarsonthepermeabilityofthecoarsegrainedsoil.Keywords：coarse-grainedsoil；classification；permeability；engineeringapplications中图分类号：TV543+.6文献标识码：A文章编号：1.引言粗粒土在工程建设中经常遇到，应用十分广泛。据统计,在各类工程建设中，粗粒土的用量占到总建设土方用量的60%以上。粗粒土与细粒土相比，具有抗剪强度大，承载力高，压缩性小等工程优点，同时也存在均匀性差，抗渗性能小。在暴雨期间,洪水猛涨情况下极易发生管涌渗透变形破低，在水流作用下极易发生管涌破坏等缺点。通过大量的试验证明，级配不良的粗粒土在较小的水力坡降下就会产生管涌破坏，大部分无粘性粗粒土管涌破坏的临界水力坡降很坏，粗粒土的渗透破坏，在水利工程较为多见。粗粒土大量用于堤防工程和坝体工程，在堤防工程建设中，因为工程巨大，多就地取材，利用河床或河漫滩堆积土建成，由于河流对土的分选作用，部分河段土体细粒被河水冲走，留下较多渗透系数大，抗渗性能低的粗粒土，用这类土体建成的堤防工程，在洪水猛涨，水力坡降急剧增大时，管涌险情极为常见。因此渗透性是粗粒土在工程应用中需主要考虑的问题之2•粗粒土根据粒径的分类粗粒土是一种散粒体，应力应变力学特性、渗流特性等不太符合普通的线弹性理论，50年代有许多土石坝工程利用砂砾石、堆石等培筑。粗粒土根据其粒径不同，其工程特性差异也非常大，故对土进行粒径划分有很大的工程意义。根据土体样本中颗粒的大小及各类颗粒所占的百分比对粗粒土分类如下：3•粗粒土的渗透性研究土是人类接触最早的建筑材料，但直至现在，人类对土的工程性质的认识远不及钢筋及混凝土等人造建筑材料。究其原因，主要就是土工程性质的复杂性，土本身就是一种三相混合物：水，空气及土颗粒。因此在土体中三相物的比例对土的工程性质的影响就非常大。尤其是土体中水的含量。所以，人们在土的研究中陆续研制了大型直剪仪、大型三轴剪切仪、大型击实仪、大型振动密实仪及大型管涌渗透仪等一系列适用于粗粒土的试验仪器，对粗粒上的压实特性、抗剪强度特性、渗透特性等进行了深入研究，提出了许多有实用价值的成果，并在工程建设中发挥了重要作用。1852年〜1855年，法国工程师达西对非粘性土的渗透试验研究得出；水流在土体中的渗流速度与水力坡降成正比，即著名的达西定律。(1)其中：K—渗透系数,cm/s；J—渗透坡降；(2)上式中；H1—上游水位，cm；H2—下游水位，cm；L—渗透路径，cm；达西是对土在渗透方面系统研究最早的最有成效的专家其研究成果——达西定律，也成为最基本的渗透模型，但达西在其渗透基本定律中并未提出其适用条件，后来学者研究发现，达西定律存在一定局限，其局限性表现为，该定律只适用于水流在土体中处于层流的情况。为了对达西定律进行完善，于是，众多学者对土的渗透特性进行了更广泛的研究，并取得了不少有适用价值的理论成果，主要从以下方面进行了更深入的研究。从颗粒粒径方面进行研究：加司立希特研究提出，当土的平均粒径在0.01mm〜3mm范围时，达西定律是适用的，对小于该范围的粘土和大于该范围的大颗粒土不实用。欧拉研究给出了符合达西定律的水力坡降J与土体哈增］有效粒径dlO的关系。从水流形态方面进行研究：巴甫洛夫斯基研究指出，渗透水流形态和一般水流一样有层流和紊流之分。而渗流中的线性达西定律只适用于部分层流运动，并给出了适用于达酉定律范围的临界流速。从雷诺数Re入手进行研究：J.v.纳给、G.卡拉地研究指出，当雷诺数Re<5时，符合达西定律。芬奇、林奎斯特、克林格认为ReV4或Re<1...