基于NMR的饱和土渗透系数预测方法

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基于NMR的饱和土渗透系数预测方法

NMR-based prediction method for saturated soil permeability coefficient

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NMR-based prediction method for saturated soil permeability coefficient

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doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.132

山东大学学报 (工学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (1): 108-116.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2024.132

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赵晶¹,陈诚^1*,杜棣宾¹,文桃²,简涛²,应赛²,周继强³

1.广州地铁设计研究院股份有限公司, 广东广州 510010;2.长江师范学院建筑物全生命周期健康检测与灾害防治工程研究中心, 重庆涪陵 408100;3.甘肃省有色金属地质勘查局自然资源部高寒干旱区矿山地质环境修复工程技术创新中心, 甘肃兰州 730030

发布日期:2025-02-20
作者简介:赵晶(1985— ),男,江苏无锡人,高级工程师,硕士,主要研究方向为轨道交通工程结构岩土设计. E-mail:zhaojing@dtsjy.com. *通信作者简介:陈诚(1990— ),男,安徽安庆人,工程师,硕士,主要研究方向为轨道交通工程结构岩土设计. E-mail:chencheng@dtsjy.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51679131);重庆市教委科学技术研究资助项目(KJQN202101447,KJQN202201426,KJQN202301401,KJQN202301424);自然资源部高寒干旱区矿山地质环境修复工程技术创新中心开放基金资助项目(HHGCKK2203)

ZHAO Jing¹, CHEN Cheng^1*, DU Dibin¹, WEN Tao², JIAN Tao², YING Sai², ZHOU Jiqiang³

1. Guangzhou Metro Design and Research Institute Co., Ltd., Guangzhou 510010, Guangdong, China;
2. Engineering Research Centre for Whole Life Cycle Health Detection and Disaster Prevention of Buildings, Changjiang Normal University, Fuling 408100, Chongqing, China;
3. Natural Resources Ministry High-Cold Arid Zone Mine Geological Environment Restoration Engineering Technology Innovation Center, Gansu Provincial Nonferrous Metals Geological Exploration Bureau, Lanzhou 730030, Gansu, China

Published:2025-02-20

摘要： 为改进现有基于核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)的饱和土渗透系数预测模型,提高NMR技术预测饱和土渗透系数的精度,在NMR弛豫时间T2谱曲线及毛细管理论基础上,考虑毛细管迂曲度对渗透系数的影响,建立适用于饱和土体的渗透系数新模型。为验证该模型的准确性,对取自济南地铁裴家营站的粉质黏土试样进行固结渗透试验和核磁共振试验,分析固结过程中试样孔隙和渗透系数的变化规律,测定不同孔隙比状态下试样的渗透系数及T2谱曲线,利用新模型对试样不同T2谱曲线的饱和渗透系数进行预测,并与已有的4个核磁渗透系数模型预测结果进行比较。结果表明:本次试样的孔隙以小孔隙和中孔隙为主,固结中总孔隙的减小主要源自中孔隙的压缩;试样渗透系数随孔隙比降低而降低,两者间呈幂函数关系;在核磁T2谱曲线和毛细管模型的基础上引入平均迂曲度可有效提高饱和土渗透系数预测精度,较已有模型,本研究新模型的预测值与实测值间的均方根误差降低43.1%~67.0%。

关键词: 核磁共振NMR, 饱和渗透系数, 毛细管理论, 平均迂曲度, T2谱曲线

中图分类号:

TU45

赵晶,陈诚,杜棣宾,文桃,简涛,应赛,周继强. 基于NMR的饱和土渗透系数预测方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(1): 108-116.

ZHAO Jing, CHEN Cheng, DU Dibin, WEN Tao, JIAN Tao, YING Sai, ZHOU Jiqiang. NMR-based prediction method for saturated soil permeability coefficient[J]. Journal of Shandong University(Engineering Science), 2025, 55(1): 108-116.

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