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几种孔隙比与渗透系数关系的对比邓永锋，刘松玉，章定文，徐海波（东南大学交通学院岩土工程研究所，江苏南京210096)摘要：渗透系数是描述土体渗流和固结的基本参数。大量研究实践表明渗透系数与土体的上覆有效应力和孔隙比有相关性，尤其是孔隙比；并提出了多种渗透系数与孔隙比间的经验关系。本文分析表明多种经验关系均可转换到logk-e坐标中，在该坐标中渗透系数与孔隙比呈直线关系，其斜率Ck均为初始孔隙比e0的函数。后续研究对比了各种Ck与e0的关系。关键词：土体；渗透系数；孔隙比；经验关系；logk-e坐标中图分类号：TU441+3文献标识码：A文章编号：1000–0844(2011)增刊–064–03ComparisonamongSomeRelationshipsbetweenPermeabilityandVoidRatioDENGYong-feng,LIUSong-yu,ZHANGDing-wen,XUHai-bo(InstituteofGeotechnicalEngineering,TransportationCollege,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Abstract:Permeability(Hydraulicconductivity)isabasicparameter,usedtodescribeseepageandconsolidationofsoil.Presently,largenumbersofresearchshowthatthereareconsistentconnectionsbetweenpermeabilityandeffectivevolumetricstress,especiallyandvoidratio.Thereafter,someempriricalrelationshipsbetweenpermeabilityandvoidratiowereproposed.Inthispaper,therelationshipsaretransformedtothelogk–ecoordinates.ItisfoundthatΔlogklinearlyincreasewithΔe,andalltheratioCkofΔlogktoΔearefunctionofinitialvoidratioe0.Meanwhile,theCkfunctionsofthetransformedexperimentalexpressionsarecompared.Keywords:Soil；Permeability；Voidratio；Empiricalrelation；logk–ecoordinates0引言土体的渗透系数是表征土体被水透过的能力，是力状态、屈服状态、扰动状态和应力水平等影响因素的最终反映，为此土体渗透系数与孔隙比关系探讨取得了相对统一的结论。关于渗透系数与孔隙比关系的探讨，主要有以下四种表述方式：Kozeny[1]和Carman[2-3]针对多孔介质提出了渗透系数（k）与孔隙率（n）的半经验半理论土体基本参数之一，同时也是研究土体的非线性固结特性的重要参数之一，许多学者对其进行了研究。目前土体的渗透系数主要采用渗透试验和固结反演等方法确定。但是随着大量研究的深入，发现土体渗透系数与土体的基本性质、土体的孔隙比或固结压力等参数密切相关，一般表达方式为k=Cf(e)或者k=Cf(σv)，其中C为与土性相关的参数，描述各种不同土性（如土体的液限、比表面积或者土体活性等）对土体渗透系数的影响。而对于同一土样而言，渗透系数与固结压力或孔隙比相关关系已有大量的讨论。其中在探讨渗透系数与固结压力的相关关系时，由于受到土体应力状态、屈服状态、扰动状态和应力水平等因素的影响，目前很难有统一的结论。而孔隙比是表征土体受荷后孔径分布的一个宏观指标，是土体应————————————收稿日期：2011-03-22基金项目：国家自然科学基金Dn3的统一关系（简称KC方程）：k=eff)2(5(1?n)26式中Deff为土体的平均有效粒径；Casagrande(1932)和Mesri(1987)提出了渗透系数与孔隙比的统一关系，为k=cey；Taylor[4]年修正了Cassagrande提出的渗透系数与孔隙比的统一关系，提出了新的关系式为mek=C；同年Taylor[4]发现渗透系数和孔隙比在半1+e对数坐标（logk-e）中对同一种土是一直线关系；Leroureil等[5-6]和Tavenas等[7]收集了大量的数据再作者简介：邓永锋（1978-），男，副教授，目前主要从软土基本特性与地基处理原理研究.增刊邓永锋等：几种孔隙比与渗透系数关系的对比65次验证了该规