钙质砂非线性渗流拖曳力的确定

摘要

钙质砂作为岛礁工程主要填筑材料,其渗流特性将很大程度上影响岛礁填筑体的稳定性.拖曳力是流体对岩土材料表面作用力,其直接反映岩土颗粒与流体之间的相互作用,影响着岩土颗粒堆积体的渗流特性.当流体流速较高时,传统的达西定律已不再适用,超出达西定律适用范围的渗流区通常被称为非达西渗流区;此时,水力梯度与水流流速关系呈非线性.本文在前期对钙质砂渗流研究的基础上,采用自制水流控制压差渗流装置开展非达西渗流试验,获得渗流速度与水力梯度指标,通过采用人工神经网络方法,建立孔隙率、粒径和颗粒形状系数等多参数影响的非线性渗流关系表达式;进而确定较高渗流条件下,流体对钙质砂颗粒堆积体的拖曳力.该研究成果可以进一步应用于岛礁工程建设及钙质砂土体渗流、冲刷及沉降等实际问题分析研究中.