(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210892244.X (22)申请日 2022.07.27 (71)申请人 中国科学院武汉岩土力学研究所 地址 430071 湖北省武汉市武昌区水果湖 街小洪山2号 (72)发明人 陈之祥　于化月　万勇　刘立洋　 何星星　陈亿军　薛强　 (74)专利代理 机构 北京众达德权知识产权代理 有限公司 1 1570 专利代理师 田灵菲 (51)Int.Cl. G01N 3/16(2006.01) G01N 3/06(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于固结相似原理的土体基质吸力离 心预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于固结相似原理的土 体基质吸力离心预测方法， 该方法主要分为以下 三部分： 第一， 推导含有离心加速度的竖向渗透 固结系数Cvi； 第二， 根据时间因数Tv与固结度Us 的关系图， 得到固结度Usi； 第三， 根据最终沉降 量S与固结度Uti的关系得到土样沉降量Sti， 以求 得离心后土样 高度Li， 进而得到基质吸力σi。 本 发明的效果是建立了离心加速度与单向固结理 论之间的关系， 能够克服非均匀沉降或土样开裂 对离心变形测量结果的影响， 减少试验量， 进而 为研究土 体力学特性和强度理论 提供技术手段。 权利要求书2页 说明书4页 附图4页 CN 115266391 A 2022.11.01 CN 115266391 A 1.一种基于固结相似原理的土体基质吸力离心预测方法， 其特征在于， 该方法包括以 下步骤： 1)进行多次离心机试验， 设置第i次试验的离心机转速ni， ni>ni‑1， 并设置第i次试验离 心时间ti及第i次试验 离心加速度ai； 通过称重计 算第i次试验与第i ‑1次试验的失水量与干 土质量的比值， 得到第 i次试验后的土样的含水率wi， 直到土样的含水率wi满足试验结束条 件时， 停止 离心机试验工作； 2)计算土样的压缩系数βi， βi通过公式(1)获得： βi＝ρ aiL                               (1) 其中， ρ 为土样密度； L 为土样原 始高度； 3)计算土样的粘滞系数 ηi， ηi通过公式(2)获得： 其中， d为土样的颗粒平均宽度； 4)根据公式(2)， 计算土样的渗透系数ki， ki公式(3)获得： 5)根据公式(1)、 公式(2)、 公式(3)， 计算土样的竖向渗透 固结系数Cvi， Cvi通过公式(4) 获得： 其中， e1为土样的初始孔隙比； γw为水的重度； 6)计算时间因数Tvi， Tvi通过公式(5)获得： 7)计算土样最终沉降量S， S通过公式(6)获得： 其中， m为土样总质量， dz表示土样高度的微分； 8)根据时间因数Tv与固结度Us的关系图， 得到固结度Usi； 9)根据固结度Usi， 计算离心时间ti的土样沉降量Sti， Sti通过公式(7)获得： Sti＝Usi·S                              (7) 10)计算离心后土样高度Li， Li通过公式(8)获得： Li＝L‑Sti                              (8) 11)计算转速为ni时的土样基质吸力σi， σi通过公式(9)获得： 其中， c为离心机中心到 土样底部的垂直距离； ρw为水的密度； 12)根据步骤1)～1 1)绘制wi与σi的污泥土的土水 特征曲线。 2.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上的计算机程序， 其特征在 于， 所述处 理器执行所述计算机程序时实现根据权利要求1所述方法的步骤。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115266391 A 23.一种存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被处理器执行 时实现根据权利要求1所述方法的步骤。 4.一种计算机程序产品， 包括计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被处理器执行 时实现根据权利要求1所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115266391 A 3