[發明專利]一種基于透明砂土的基坑降水地下水滲流可視化模擬試驗方法有效
| 申請號： | 201610004935.6 | 申請日： | 2016-01-05 |
| 公開（公告）號： | CN105547960B | 公開（公告）日： | 2018-07-27 |
| 發明（設計）人： | 王建秀;劉笑天;劉紹莉;高峰;門龍 | 申請（專利權）人： | 同濟大學 |
| 主分類號： | G01N15/08 | 分類號： | G01N15/08 |
| 代理公司： | 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290 | 代理人： | 葉鳳 |
| 地址： | 200092 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 透明 砂土 基坑 降水 地下水 滲流 可視化 模擬 試驗 方法 | ||
1.一種基于透明砂土的基坑降水地下水滲流可視化模擬試驗方法，其特征在于，本方法涉及內容包括透明砂土模型試驗參數相似關系的確定、透明砂土材料配制、孔隙流體配制、示蹤劑配制、模型裝置設計，然后進行試驗流程；
所述的透明砂土模型試驗參數相似關系包括以下兩個部分：
(1)依據達西定律
已知αp＝αl＝100,αg＝1,αρ＝*1,αμ＝*2,αk＝*3,αd＝*4
式中：α下標表示某一物理參數量值在原型條件下與模型條件下的比值，其中下標可表示為以下物理量：幾何尺寸l，單位是m；壓力p，單位是Pa；平均速度ν，單位是m/s；流體密度ρ，單位是kg/m3；動力粘滯系數μ，單位是Pa·s，重力加速度g，單位是m/s2；滲透系數K，單位是m/d；孔隙介質的滲透率k，單位是m·d，它只與固體骨架的性質有關；雷諾數Re；固體骨架顆粒平均粒徑d，單位是m；*1；*2；*3；*4均表示常數，需利用試驗或其他方法確定；
(2)依據福希海默公式
已知αp＝αl＝100,αg＝1,αρ＝*1,αμ＝*2,αk＝*3,αβ＝*5,αd＝*4
式中：β為非達西流慣性系數，只與固體骨架的孔隙率和滲透率有關，*5表示常數，需利用試驗或其他方法確定；其它下標表示的物理量與第(1)部分相同；
根據模型試驗相似理論，確定試驗參數相似關系后，根據相似關系選擇并配制透明砂土和孔隙流體，并選擇適當的示蹤材料，設計模型裝置并確定試驗流程；
所述的透明砂土材料由不同粒徑高純度熔融石英砂配制而成，熔融石英砂顆粒分布應與實際模擬砂層顆粒分布一致或等比縮放；
所述的試驗流程應當包括以下幾個步驟：
(1)向模型主體結構中根據試驗設計分層填埋透明砂土材料；
(2)在填筑過程中特定位置按照試驗設計安裝降水井管、止水帷幕、示蹤劑釋放裝置、分層孔壓測量裝置；
(3)通過定水頭邊界向透明砂土材料內加注孔隙流體；
(4)將模型主體結構密閉，利用真空泵將孔隙流體中氣泡抽出，提高試驗砂土透明度；
(5)開啟降水井管，按照定流量或定水頭方式抽取孔隙流體，同時定水頭邊界處始終保持水位穩定；
(6)通過示蹤劑釋放裝置釋放示蹤劑，利用高速攝像機拍攝示蹤劑流動狀態；
(7)利用分層孔壓測量裝置測量試驗過程中分層孔隙水壓力分布及變化。
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