CN112182872A - 一种黄土浸水孔隙变化影响下的渗流特性的分析方法 - Google Patents

Abstract

一种黄土浸水孔隙变化影响下的渗流特性的分析方法，通过引入压缩因子和平移因子表征孔隙变形对黄土孔隙函数的影响，建立了孔隙指标对土水特征曲线的影响关系，结合Brooks和Corey建议的渗透系数间接预测方法推导了孔隙变形对非饱和黄土渗透系数影响方程；对所建立的模型进行参数标定，进行不同孔隙变形条件下黄土渗透系数的预测；本发明应用简单，只需通过一组数据即可预测不同孔隙条件下黄土的渗透特性，实现了黄土浸水过程中渗流参数变化规律预测，大大减轻试验工作量，预测结果可靠性高，具有较好的实际应用效果。

Description

一种黄土浸水孔隙变化影响下的渗流特性的分析方法

技术领域

本发明属于黄土力学参数测定技术领域，具体涉及一种黄土浸水孔隙变化影响下的渗流特性的分析方法。

背景技术

渗流特性是土体介质的一个重要性质，在工程渗流分析中，常常需要首先确实土体的渗流特性参数，如何准确确定土体的渗流特性参数对工程可靠性分析具有重要意义。目前土体渗流特性参数可以通过试验的方法来进行测量，试验又分为现场渗透试验和室内渗透试验，试验虽然能较为准确的确定土体的渗透特性参数，但试验存在其弊端，无论是室内试验还是现场试验，对于一组试验均需要很长时间的测试，如果土样太多，则需要更多的时间，浪费大量的人力物力。

尤其是对于具有大孔隙性的黄土，黄土浸水后孔隙结构改变明显，其渗透特性也随之改变，这种变化是很难通过试验测试得到的，此外，黄土浸水过程引起的渗流特性改变是具有不确定性的，而试验仅仅能测试已知孔隙条件下土样的渗流参数，目前孔隙结构改变后黄土的渗流特性参数目前仍没有较好的分析方法。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提出一种黄土浸水孔隙变化影响下的渗流特性的分析方法，能够通过建立渗流分析模型，通过一组天然黄土的试验数据对模型进行标定参数，然后预测不同浸水孔隙变化条件下黄土的流透特性，简便实用，大大减轻试验工作量，同时可预测任意浸水孔隙变化下的渗流特性，预测结果可靠性高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种黄土浸水孔隙变化影响下的渗流特性的分析方法，具体包括以下步骤：

步骤一、引入孔隙参数，建立考虑黄土浸水孔隙变形的持水特性分析模型；

步骤二、选择Brooks和Corey给出的土水特征曲线与渗透特性参数的关系式，推导不同孔隙条件下黄土的渗流参数公式，形成渗流分析模型；

步骤三、采用天然原状土体，开展渗透特性参数测试，对渗透特性参数公式参数进行标定；

步骤四、采用天然孔隙状态的模型标定参数，进行不同孔隙条件下黄土的渗流参数进行预测。

所述步骤一的具体方法为：

1.1：现场取得黄土试样，分别测定含水率w、密度ρ及土粒比重Gs，然后换算得到孔隙比：

其中：ρw是4℃时水的密度；

1.2：对多个黄土试样分别进行30％、50％、70％和90％饱和度的浸水，并采用第1.1步的方法分别测定其30％、50％、70％和90％饱和度状态下的孔隙比，同时采用SEM手段观测其微观结构，分析上述不同浸水状态下黄土试样微观孔隙结构变化规律，确定浸水孔隙变化条件下黄土试样孔隙分布函数的变化规律：

其中：r为孔隙半径，土中孔隙半径全部位于最小半径r_min和最大半径r_max之间；

1.3：根据第1.2步中确定的不同浸水条件下黄土试样孔隙分布函数的变化规律，确定黄土浸水不会改变孔隙分布函数的整体性状，只改变孔隙分布函数的位置和大小；

1.4：定义黄土的孔隙体积函数，天然原状黄土可认为是由大小不同的孔隙及颗粒组成的多孔介质，f(r)为多孔介质的孔隙体积函数，根据Gabriele的定义有：

其中：F^e(R)为孔隙半径小于R的孔隙对总孔隙比的贡献，表达式为F^e(R)＝e·F(R)＝e_w(R)；e_w(R)为水分比，S_r(R)为饱和度；

1.5：确定饱和度与吸力函数关系，根据土体饱和度定义，可得饱和度与孔隙分布的关系：

其中：psd(r)为多孔介质的孔隙密度函数，表达式为

根据Young-laplace方程，孔隙半径与吸力之间的关系为

其中：T为孔隙水表面张力，α为孔隙水与颗粒之间的接触角，则有

G(s)为经典土水特征曲线模型；

1.6：根据第1.5步中选择经典模型Gardner模型

来推导天然状态的孔隙体积分布函数，根据第1.4步中

进一步根据第1.5步中式(5)，孔隙密度分布函数有

最终得到孔隙体积函数为：

把天然状态作为初始状态，则天然状态的孔隙体积分布函数为：

1.7：根据第1.3步中浸水孔隙变化不改变孔隙分布函数的形状，通过引入平移因子ξ_1i和压缩因子ξ_2i，通过平均孔隙半径建立孔隙指标e与平移因子及压缩因子的关系，即可描述任意浸水孔隙变形下的孔隙体积函数，平移因子ξ_1i和压缩因子ξ_2i的表达式分别为：

1.8：推导压缩因子ξ2i，结合1.6步中天然状态孔隙体积函数表达式(12)，进行求导：

令

进一步化简则可以得到r₀，

将r₀带入孔隙体积分布函数可以得到

同理可以得到任意状态下的孔隙体积分布函数：

由此可得压缩因子

1.9：推导平移因子ξ_1i，结合孔隙体积分布函数则可以得到平均孔隙半径的表达式为：

结合Young-Laplace方程，并带入体积含水率可得到：

选择模型参数较少的B-C模型来求解

其关系式(以体积含水率和吸力来表示)为：

其中：θ_r为残余体积含水率、θ_s为饱和体积含水率，换算可得：

可得：

式中：r_a为平均孔隙半径指数，由平均孔隙半径指数与孔隙率的关系，结合孔隙率与孔隙比的关系式就可以得到平均孔隙半径与孔隙比的关系式：

n为孔隙率，进一步可得任意状态的评价孔隙半径：

结合平移因子的公式可得：

简化为：

1.10：推导任意不同浸水孔隙状态的孔隙体积分布函数，根据初始参考状态的孔隙体积分布函数f₀(r₀)，平移因子ξ_1i和压缩因子ξ_2i就可以得到任意状态的孔隙体积分布函数

1.11：得到比水容量曲线函数g(r)，根据孔隙体积分布函数与比水容量函数的关系

可得到任意浸水孔隙状态的比水容量曲线

1.12：对比水容量曲线函数进行积分，即可得到任意浸水状态下的持水特性分析函数：

化简整理得：

带入平移因子表达式：

则有，

上式即为任意浸水孔隙状态下持水特性分析模型。

所述步骤二的具体方法为：

2.1：根据Brooks和Corey提出的渗透系数与持水特性之间的关系式，可得到渗透系数的表达式，k_w＝k_s s≤s_a；

其中k_s为饱和渗透系数，S_e为有效饱和度，即为步骤1.12中推导的公式(31)，δ为土性参数，Brooks和Corey 给出δ与孔隙尺寸参数λ的关系为：

2.2：推导孔隙尺寸参数λ与孔隙比e之间的关系，平均孔隙半径指数r_a与孔隙尺寸参数λ的关系

孔隙率与孔隙比的关系

变化形式有

则有

式中：r_a为平均孔隙半径指数，a、b为拟合参数；

2.3：推导考虑黄土浸水孔隙变形影响的渗流分析模型，将第1.12步中有效饱和度公式(31)带入到步骤2.1中渗透系数表达式，有

，其中

上式即为可考虑浸水孔隙变化的渗流分析模型。

所述步骤三的具体方法为：

根据第2.3步中的表达式

模型中共包含饱和体积含水率θ_s、残余体积含水率θ_r、孔隙率n、孔隙水与颗粒之间的接触角α、孔隙比e₀、拟合参数b、进气吸力s_a、拟合参数 a、饱和渗透系数k_s共9个参数，饱和体积含水率θ_s通过初始状态饱和土体的饱和度进行换算得到，残余体积含水率θ_r根据Mualem提出的确定非饱和残余状态体积含水率的方法确定，孔隙比e₀为天然状态孔隙比，通过孔隙与平均孔隙半径的关系确定拟合参数a和b，拟合参数a取0.8，对于不同孔隙比时的土体拟合参数b也有所不同，通过拟合分别得到孔隙比为0.8时拟合参数b为0.15，孔隙比为0.75时拟合参数b为0.2，孔隙比为0.7时拟合参数b为0.25，孔隙比为0.65时拟合参数b为0.3，孔隙比为0.6时拟合参数b为0.35，s_a为进气吸力，取8kPa，k_s为饱和渗透系数，通过试验分别测定孔隙比为0.8、0.75、0.7、0.65、 0.6时的饱和渗透系数分别为3.5×10^-6m/s、3.0×10^-6m/s、2.41 ×10^-6m/s、1.85×10^-6m/s、1.03×10^-6m/s，孔隙水与颗粒之间的接触角α、孔隙率n可通过试验曲线进行拟合确定拟合曲线。

步骤四的所述的渗流参数进行预测，包括渗透系数预测、相对渗透系数预测，具体方法为：

4.1：渗透系数预测，根据第2.3步中的表达式

可得到不同孔隙比条件下，渗透系数与体积含水率(吸力)的关系，即得到渗透系数随孔隙比和体积含水率的耦合变化关系；

4.2：相对渗透系数预测，根据相对渗透系数公式k_r＝k_w/k_s，即非饱和渗透系数和饱和渗透系数之比，得到不同孔隙条件下相对渗透系数随吸力的变化关系。

本发明的有益效果在于：

与现有技术相比，本发明从黄土的持水特性出发，引入了孔隙比这一参数，通过假定黄土孔隙变形与孔隙体积函数的关系，确定压缩因子和平移因子，建立了考虑孔隙变形的黄土持水特性分析模型，进而结合B-C模型推导了渗透特性参数公式，以天然孔隙状态的试验数据可对模型参数进行标定，然后可应用本模型预测不同孔隙条件下黄土的渗透特性参数变化规律。本发明应用简单，只需通过一组数据即可预测不同孔隙条件下黄土的渗透特性，实现了黄土浸水过程中渗流参数变化规律预测，大大减轻试验工作量，预测结果可靠性高，具有较好的实际应用效果。

附图说明

图1为本发明不同孔隙条件下孔隙体积分布规律。

图2为本发明模型参数标定图。

图3为本发明不同孔隙比条件下渗透特性参数预测图。

图4为本发明不同孔隙比条件下相对渗透特性参数预测图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

一种黄土浸水孔隙变化影响下的渗流特性的分析方法，具体包括以下步骤：

步骤一、引入孔隙参数，建立考虑黄土浸水孔隙变形的持水特性分析模型；

步骤二、选择Brooks和Corey给出的土水特征曲线与渗透特性参数的关系式，推导不同孔隙条件下黄土的渗流参数公式，形成渗流分析模型；

步骤三、采用天然原状土体，开展渗透特性参数测试，对渗透特性参数公式参数进行标定；

步骤四、采用天然孔隙状态的模型标定参数，进行不同孔隙条件下黄土的渗流参数进行预测。

所述步骤一的具体方法为：

1.1：现场取得黄土试样，分别测定含水率w、密度ρ及土粒比重Gs，然后换算得到孔隙比：

其中：ρw是4℃时水的密度；

1.2：对多个黄土试样分别进行30％、50％、70％和90％饱和度的浸水，并采用第1.1步的方法分别测定其30％、50％、70％和90％饱和度状态下的孔隙比，同时采用SEM手段观测其微观结构，分析上述不同浸水状态下黄土试样微观孔隙结构变化规律，确定浸水孔隙变化条件下黄土试样孔隙分布函数的变化规律：

其中：r为孔隙半径，土中孔隙半径全部位于最小半径r_min和最大半径r_max之间；

1.3：根据第1.2步中确定的不同浸水条件下黄土试样孔隙分布函数的变化规律，确定黄土浸水不会改变孔隙分布函数的整体形状，只改变孔隙分布函数的位置和大小；

1.4：定义黄土的孔隙体积函数，天然原状黄土可认为是由大小不同的孔隙及颗粒组成的多孔介质，f(r)为多孔介质的孔隙体积函数，根据Gabriele的定义有：

其中：F^e(R)为孔隙半径小于R的孔隙对总孔隙比的贡献，表达式为F^e(R)＝e·F(R)＝e_w(R)；e_w(R)为水分比，S_r(R)为饱和度；

1.5：确定饱和度与吸力函数关系，根据土体饱和度定义，可得饱和度与孔隙分布的关系：

其中：psd(r)为多孔介质的孔隙密度函数，表达式为

根据Young-laplace方程，孔隙半径与吸力之间的关系为

其中：T为孔隙水表面张力，α为孔隙水与颗粒之间的接触角，则有

G(s)为经典土水特征曲线模型；

1.6：根据第1.5步中选择经典模型Gardner模型

来推导天然状态的孔隙体积分布函数，根据第1.4步中

进一步根据第1.5步中式(5)，孔隙密度分布函数有

最终得到孔隙体积函数为：

把天然状态作为初始状态，则天然状态的孔隙体积分布函数为：

1.7：根据第1.3步中浸水孔隙变化不改变孔隙分布函数的形状，通过引入平移因子ξ_1i和压缩因子ξ_2i，通过平均孔隙半径建立孔隙指标e与平移因子及压缩因子的关系，即可描述任意浸水孔隙变形下的孔隙体积函数，平移因子ξ_1i和压缩因子ξ_2i的表达式分别为，见图1：

1.8：推导压缩因子ξ_2i，结合步骤1.6中天然状态孔隙体积函数表达式(12)，进行求导：

令

进一步化简则可以得到r₀，

将r₀带入孔隙体积分布函数可以得到

同理可以得到任意状态下的孔隙体积分布函数：

由此可得压缩因子

1.9：推导平移因子ξ_1i，结合孔隙体积分布函数则可以得到平均孔隙半径的表达式为：

结合Young-Laplace方程，并带入体积含水率可得到：

选择模型参数较少的B-C模型来求解

其关系式(以体积含水率和吸力来表示)为：

其中θ_r为残余体积含水率、θ_s为饱和体积含水率，换算可得：

可得：

式中：r_a为平均孔隙半径指数，由平均孔隙半径指数与孔隙率的关系，结合孔隙率与孔隙比的关系式就可以得到平均孔隙半径与孔隙比的关系式：

n为孔隙率，进一步可得任意状态的评价孔隙半径：

结合平移因子的公式可得：

简化为：

1.10：推导任意不同浸水孔隙状态的孔隙体积分布函数，根据初始参考状态的孔隙体积分布函数f₀(r₀)，平移因子ξ_1i和压缩因子ξ_2i就可以得到任意状态的孔隙体积分布函数

1.11：得到比水容量曲线函数g(r)，根据孔隙体积分布函数与比水容量函数的关系

可得到任意浸水孔隙状态的比水容量曲线

1.12：对比水容量曲线函数进行积分，即可得到任意浸水状态下的持水特性分析函数：

化简整理得：

带入平移因子表达式：

则有，

上式即为任意浸水孔隙状态下持水特性分析模型。

所述步骤二的具体方法为：

2.1：根据Brooks和Corey提出的渗透系数与持水特性之间的关系式，可得到渗透系数的表达式，k_w＝k_w s≤s_a；

其中k_s为饱和渗透系数，S_e为有效饱和度，即为步骤1.12中推导的公式(31)，δ为土性参数，Brooks和Corey 给出δ与孔隙尺寸参数λ的关系为：

2.2：推导孔隙尺寸参数λ与孔隙比e之间的关系，平均孔隙半径指数r_a与孔隙尺寸参数λ的关系

孔隙率与孔隙比的关系

变化形式有

则有

式中：r_a为平均孔隙半径指数，a、b为拟合参数；

2.3：推导考虑黄土浸水孔隙变形影响的渗流分析模型，将第1.12步中有效饱和度公式(31)带入到步骤2.1中渗透系数表达式，有

，其中

上式即为可考虑浸水孔隙变化的渗流分析模型。

所述步骤三的具体方法为：

根据第2.3步中的表达式

模型中共包含饱和体积含水率θ_s、残余体积含水率θ_r、孔隙率n、孔隙水与颗粒之间的接触角α、孔隙比e₀、拟合参数b、进气吸力s_a、拟合参数 a、饱和渗透系数k_s共9个参数，饱和体积含水率θ_s通过初始状态饱和土体的饱和度进行换算得到，残余体积含水率θ_r根据 Mualem提出的确定非饱和残余状态体积含水率的方法确定，孔隙比e₀为天然状态孔隙比，通过孔隙与平均孔隙半径的关系确定拟合参数a和拟合参数b，拟合参数a取0.8，对于不同孔隙比时的土体拟合参数b也有所不同，通过拟合分别得到孔隙比e₀为0.8 时拟合参数b为0.15，孔隙比e₀为0.75时拟合参数b为0.2，孔隙比e₀为0.7时拟合参数b为0.25，孔隙比e₀为0.65时拟合参数b为0.3，孔隙比e₀为0.6时拟合参数b为0.35，s_a为进气吸力，取8kPa，k_s为饱和渗透系数，通过试验分别测定孔隙比为0.8、 0.75、0.7、0.65、0.6时的饱和渗透系数分别为3.5×10^-6m/s、 3.0×10^-6m/s、2.41×10^-6m/s、1.85×10^-6m/s、1.03×10^-6m/s，孔隙水与颗粒之间的接触角α、孔隙率n可通过试验曲线进行拟合确定拟合曲线。拟合曲线见图2。

步骤四的所述的渗流参数进行预测，包括渗透系数预测、相对渗透系数预测，具体方法为：

4.1：渗透系数预测，根据第2.3步中的公式

可得到不同孔隙比条件下，渗透系数与体积含水率(吸力)的关系，即得到渗透系数随孔隙比和体积含水率的耦合变化关系，见图3；

4.2：相对渗透系数预测，根据相对渗透系数公式k_r＝k_w/k_s，即非饱和渗透系数和饱和渗透系数之比，得到不同孔隙条件下相对渗透系数随吸力的变化关系。见图4。

Claims (5)

1.一种黄土浸水孔隙变化影响下的渗流特性的分析方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、引入孔隙参数，建立考虑黄土浸水孔隙变形的持水特性分析模型；

步骤二、选择Brooks和Corey给出的土水特征曲线与渗透特性参数的关系式，推导不同孔隙条件下黄土的渗流参数公式，形成渗流分析模型；

步骤三、采用天然原状土体，开展渗透特性参数测试，对渗透特性参数公式参数进行标定；

步骤四、采用天然孔隙状态的模型标定参数，进行不同孔隙条件下黄土的渗流参数进行预测。

2.根据权利要求1所述的一种黄土浸水孔隙变化影响下的渗流特性的分析方法，其特征在于：所述步骤一的具体方法为：

1.1：现场取得黄土试样，分别测定含水率w、密度ρ及土粒比重Gs，然后换算得到孔隙比：

其中：ρw是4℃时水的密度；

1.2：对多个黄土试样分别进行30％、50％、70％和90％饱和度的浸水，并采用第1.1步的方法分别测定其30％、50％、70％和90％饱和度状态下的孔隙比，同时采用SEM手段观测其微观结构，分析上述不同浸水状态下黄土试样微观孔隙结构变化规律，确定浸水孔隙变化条件下黄土试样孔隙分布函数的变化规律：

其中：r为孔隙半径，土中孔隙半径全部位于最小半径r_min和最大半径r_max之间；

1.3：根据第1.2步中确定的不同浸水条件下黄土试样孔隙分布函数的变化规律，确定黄土浸水不会改变孔隙分布函数的整体形状，只改变孔隙分布函数的位置和大小；

1.4：定义黄土的孔隙体积函数，天然原状黄土可认为是由大小不同的孔隙及颗粒组成的多孔介质，f(r)为多孔介质的孔隙体积函数，根据Gabriele的定义有：

其中：F^e(R)为孔隙半径小于R的孔隙对总孔隙比的贡献，表达式为F^e(R)＝e·F(R)＝e_w(R)；e_w(R)为水分比，S_r(R)为饱和度；

1.5：确定饱和度与吸力函数关系，根据土体饱和度定义，可得饱和度与孔隙分布的关系：

其中：psd(r)为多孔介质的孔隙密度函数，表达式为

根据Young-laplace方程，孔隙半径与吸力之间的关系为

其中：T为孔隙水表面张力，α为孔隙水与颗粒之间的接触角，则有

G(s)为经典土水特征曲线模型；

1.6：根据第1.5步中选择经典模型Gardner模型

来推导天然状态的孔隙体积分布函数，根据第1.4步中

进一步根据第1.5步中式(5)，孔隙密度分布函数有

最终得到孔隙体积函数为：

把天然状态作为初始状态，则天然状态的孔隙体积分布函数为：

1.7：根据第1.3步中浸水孔隙变化不改变孔隙分布函数的形状，通过引入平移因子ξ1i和压缩因子ξ2i，通过平均孔隙半径建立孔隙指标e与平移因子及压缩因子的关系，即可描述任意浸水孔隙变形下的孔隙体积函数，平移因子ξ1i和压缩因子ξ2i的表达式分别为：

1.8：推导压缩因子ξ2i，结合1.6步中天然状态孔隙体积函数表达式(12)，进行求导：

令

进一步化简则可以得到r₀，

将r₀带入孔隙体积分布函数可以得到

同理可以得到任意状态下的孔隙体积分布函数：

由此可得压缩因子

1.9：推导平移因子ξ_1i，结合孔隙体积分布函数则可以得到平均孔隙半径的表达式为：

结合Young-Laplace方程，并带入体积含水率可得到：

选择模型参数较少的B-C模型来求解

其关系式(以体积含水率和吸力来表示)为：

其中：θ_r为残余体积含水率、θ_s为饱和体积含水率，换算可得:

可得:

式中：r_a为平均孔隙半径指数，由平均孔隙半径指数与孔隙率的关系，结合孔隙率与孔隙比的关系式就可以得到平均孔隙半径与孔隙比的关系式：

n为孔隙率，进一步可得任意状态的评价孔隙半径:

结合平移因子的公式可得:

简化为:

1.10：推导任意不同浸水孔隙状态的孔隙体积分布函数，根据初始参考状态的孔隙体积分布函数f₀(r₀)，平移因子ξ_1i和压缩因子ξ_2i就可以得到任意状态的孔隙体积分布函数

1.11：得到比水容量曲线函数g(r)，根据孔隙体积分布函数与比水容量函数的关系

可得到任意浸水孔隙状态的比水容量曲线

1.12：对比水容量曲线函数进行积分，即可得到任意浸水状态下的持水特性分析函数：

化简整理得：

带入平移因子表达式：

则有，

上式即为任意浸水孔隙状态下持水特性分析模型。

3.根据权利要求1所述的一种黄土浸水孔隙变化影响下的渗流特性的分析方法，其特征在于：所述步骤二的具体方法为：

2.1：根据Brooks和Corey提出的渗透系数与持水特性之间的关系式，可得到渗透系数的表达式，k_w＝k_s s≤s_a；

其中k_s为饱和渗透系数，S_e为有效饱和度，即为第1.12步中推导的公式(31)，δ为土性参数，Brooks和Corey给出δ与孔隙尺寸参数λ的关系为：

2.2：推导孔隙尺寸参数λ与孔隙比e之间的关系，平均孔隙半径指数r_a与孔隙尺寸参数λ的关系

孔隙率与孔隙比的关系

变化形式有

则有

式中：r_a为平均孔隙半径指数，a、b为拟合参数；

2.3：推导考虑黄土浸水孔隙变形影响的渗流分析模型，将第1.12步中有效饱和度公式(31)带入到第2.1步中渗透系数表达式，有

其中

上式即为可考虑浸水孔隙变化的渗流分析模型。

4.根据权利要求1所述的一种黄土浸水孔隙变化影响下的渗流特性的分析方法，其特征在于：所述步骤三的具体方法为：

根据第2.3步中的表达式

模型中共包含饱和体积含水率θ_s、残余体积含水率θ_r、孔隙率n、孔隙水与颗粒之间的接触角α、孔隙比e₀、拟合参数b、进气吸力s_a、拟合参数a、饱和渗透系数k_s共9个参数，饱和体积含水率θ_s通过初始状态饱和土体的饱和度进行换算得到，残余体积含水率θ_r根据Mualem提出的确定非饱和残余状态体积含水率的方法确定，孔隙比e₀为天然状态孔隙比，通过孔隙与平均孔隙半径的关系确定拟合参数a和拟合参数b，拟合参数a取0.8，对于不同孔隙比时的土体拟合参数b也有所不同，通过拟合分别得到孔隙比为0.8时拟合参数b为0.15，孔隙比为0.75时拟合参数b为0.2，孔隙比为0.7时拟合参数b为0.25，孔隙比为0.65时拟合参数b为0.3，孔隙比为0.6时拟合参数b为0.35，s_a为进气吸力，取8kPa，k_s为饱和渗透系数，通过试验分别测定孔隙比为0.8、0.75、0.7、0.65、0.6时的饱和渗透系数分别为3.5×10^-6m/s、3.0×10^-6m/s、2.41×10^-6m/s、1.85×10^-6m/s、1.03×10^-6m/s，孔隙水与颗粒之间的接触角α、孔隙率n可通过试验曲线进行拟合确定拟合曲线。

5.根据权利要求1所述的一种黄土浸水孔隙变化影响下的渗流特性的分析方法，其特征在于：步骤四的所述的渗流参数进行预测，包括渗透系数预测、相对渗透系数预测，具体方法为：

4.1：渗透系数预测，根据第2.3步中的表达式

可得到不同孔隙比条件下，渗透系数与体积含水率(吸力)的关系，即得到渗透系数随孔隙比和体积含水率的耦合变化关系；

4.2：相对渗透系数预测，根据相对渗透系数公式k_r＝k_w/k_s，即非饱和渗透系数和饱和渗透系数之比，得到不同孔隙条件下相对渗透系数随吸力的变化关系。

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