非飽和土坡面降雨非正交入滲室外模型試驗與數(shù)值分析.pdf

1、目前，非飽和土滲流分析均按照傳統(tǒng)的第二類邊界條件處理，即將降雨按坡面正交方向分解以后再正交入滲，以滿足數(shù)學(xué)上的正交通量原理。通過對實際降雨觀察，降雨遠(yuǎn)非這樣簡單的正交入滲。因此，本文主要研究非飽和土坡面降雨非正交入滲邊界條件。
　　本文主要內(nèi)容為室外模型試驗和數(shù)值分析，通過對比分析室外模型試驗結(jié)果和數(shù)值分析結(jié)果，得出適合非飽和土坡面的降雨入滲邊界條件。
　　在室外模型試驗部分，本文利用室外變角度試驗裝置分別對非飽和砂土、粉土

2、和非飽和粉質(zhì)粘土進(jìn)行室外模型試驗，并采用人工模擬降雨裝置進(jìn)行降雨，研究孔隙比和坡面角度對室外試驗的影響；而且，室外模型試驗采用相機(jī)獲取非飽和粉土坡降雨入滲過程中濕潤峰的移動軌跡，從而更好地觀察降雨在非飽和粉土內(nèi)部的入滲規(guī)律。
　　在數(shù)值分析部分，本文采用Geostudio軟件中的SEEP/W模塊建立模型進(jìn)行數(shù)值分析。SEEP/W軟件進(jìn)行滲流分析時采用傳統(tǒng)的第二類邊界條件，通過將數(shù)值分析結(jié)果與室外模型試驗結(jié)果對比，揭示正交入滲邊界條

3、件的缺陷。
　　通過對比分析室外模型試驗結(jié)果和數(shù)值分析結(jié)果，本文得到以下結(jié)論：
　　1.非飽和砂土、粉土和非飽和粉質(zhì)粘土室外模型試驗均不符合傳統(tǒng)的正交入滲邊界條件。對于非飽和砂土，不同孔隙比和坡面角度條件下室外模型試驗均沒有坡面徑流產(chǎn)生，這與數(shù)值分析結(jié)果差距較大。對于非飽和粉土試驗，在相同條件下，室外模型試驗坡面累積徑流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于數(shù)值分析坡面累積徑流量，說明非飽和粉土坡面降雨入滲不符合正交入滲邊界條件。對于非飽和粉質(zhì)粘土，室