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以往在研究未飽和水流模式時,負毛細水頭對飽和度的關係式,通常都建立在土壤孔 隙大小、形狀及分佈不變的假設下。事實上,當外在因素改變 (如壓密作用,超抽地 下水等),地下水的狀況及孔隙水壓力會發生變化,同時土壤內孔隙大小,形狀及分佈 亦必然也隨著改變。因此,在實際大地工程上,外力作用,除了會導致土壤孔隙率改 變外,也可能會使土壤歷經飽和到未飽和的過程。為了要完整的描述未飽和水流行為 。由壓密作用所造成的孔隙率改變,對保水曲線的影響,須加以探討。 本研究分別以福隆砂及中大紅土,進行連續性,多階段壓密試驗,為了避免土壤在保 水試驗中,因排水作用,造成土壤骨架及孔隙大小、形狀改變,試驗中特別在每一階 段壓密作用完成後,將軸杆鎖定,固定試體體積,以確保試體孔隙率固定,然後逐點 記錄毛細水頭差和排水量的數據,直到試體在某個毛細水頭下,不再排出水量為止。 如此一個循環後,再重新飽和試體,增加荷重,進行了一階段的壓密及保水試驗。目 的在於找出不同孔隙率情形下,保水曲線逐步變化的趨勢及曲線函數式子中參數(Sr, α,N) 和初始孔隙率及孔隙率的預估模式。本文為了印證模式之可行性,同時也對渥 太華砂及中正理工學院取得之紅土以相同的試驗,作比較分析。 綜合各項試驗,本研究得到以下結論: 1.殘余飽和度 (Sr) 隨孔隙率減小而增大,參數α,N 隨孔隙率的減少而降低。 2.對土層中任一點保水曲線的模擬,可用孔隙率和 Van Genuchten模式中參數的預估 式來預估。適用於砂及黏土兩種土樣,從預估比較中看出,除緊密砂的保水曲線預估 結果較差外,其余還算良好。 3.相同孔隙率的砂或黏土試體,隨著應力路徑不同,受自然或人為預壓過之土壤,顆 粒的排列及孔隙分佈差異極大,表現在保水曲線形狀上也就不同。
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