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1.  降雨入渗边坡非饱和渗流过程及稳定性变化研究  
   林国财  谢兴华  阮怀宁  朱珍德  卢斌  徐晨城  路晓刚《水利水运工程学报》,2019年第3期
   天然降雨和高坝泄洪雾化雨入渗对大坝下游边坡有两方面影响,一是升高含水率使土体重度增加,导致其下滑力增加;二是升高土体含水率,降低土抗剪强度和阻滑力。因此,降雨入渗引起的滑坡时有发生。对此设计了室内人工降雨物理模型试验,分析研究砂土质边坡降雨入渗情况下,边坡内部水分扩散过程和规律以及暂态饱和区扩展过程,计算各入渗时刻边坡的安全系数,分析入渗发展对边坡稳定性变化过程及其特征的影响。试验分析结果表明:降雨入渗率先在边坡表面形成暂态饱和区,随着降雨持续,暂态饱和区逐渐扩大;雨强越大,降雨期间形成的暂态饱和区越大,边坡稳定安全系数的降幅就越大;试验得到了降雨入渗深度随降雨历时和强度变化的经验式。增大降雨强度会使试验砂土的含水率更接近于饱和含水率,但无法使砂土完全饱和。降雨入渗对边坡稳定性的影响不仅仅发生在降雨过程中,降雨停止后,水分入渗过程延续,边坡稳定性持续降低,水分入渗在一定的延后时间内继续威胁边坡安全。雨强为144 mm/h条件下边坡稳定安全系数在6 h时降到了最小值1.196,最大降幅达38.2%。    

2.  降雨入渗过程中土质边坡稳定性计算  
   邢小弟  张磊  谈叶飞  邱城春  谢兴华《水利水运工程学报》,2014年第3期
   在室内试验资料基础上,提出了土体抗剪强度与降雨入渗时间以及土体含水率的函数关系,修正了考虑土条间相互作用力的简化毕肖普方法,使之能够体现边坡土体含水率变化引起的土体强度降低现象。采用Fortran语言设计平台,开发了耦合饱和-非饱和渗流有限元计算与边坡稳定极限平衡方法(修正的简化Bishop方法)的计算程序,考虑边坡土体抗剪强度参数随着降雨入渗发展、含水率变化而变化,采用饱和-非饱和渗流计算降雨期间边坡土体含水量变化以及扩展过程。计算了物理试验模型在降雨条件下,土坡内部渗流发展过程,以及边坡安全度的变化情况。计算结果与试验结果吻合,与修正前简化Bishop方法计算得到的边坡安全系数相差35%左右。本文提出的计算方法为降雨诱发土质滑坡研究提供了一种新的可供参考的定量分析方法。    

3.  江西省域范围持续性强降雨诱发层状土质边坡滑坡灾变机理研究  
   《水力发电》,2021年第8期
   依托江西省信江八字嘴航电枢纽建设项目,以江西省层状土质边坡为研究对象,利用自行研发的滑坡模拟设备和可调式降雨装置,研究滑坡产生机理,并与Geostudio2018软件模拟相互印证。结果表明,持续性强降雨条件下,内部成层结构会影响土体稳定性,不同倾向的层状土质边坡安全系数变化规律有较大差异;顺倾边坡坡体和坡面受强降雨破坏更严重,更容易发生滑坡;坡顶及坡脚应为滑坡防治的重点部位;倾向、成层结构会影响雨水入渗;层状土质边坡降雨入渗过程十分复杂,导致滑坡灾变具有一定的滞后性;在物理模型试验中,砂土、粉土的十字板剪切强度与含水率之间在一定含水率区间内呈线性关系,超过区间范围则线性关系不复存在。    

4.  黄土地区不积雨条件下降雨入渗及其湿润锋移动规律  
   杜玉鹏  田堪良  张爱军  张世参a《水电能源科学》,2019年第37卷第10期
   目前,黄土地区降雨入渗规律研究已较为深入,但对不积雨持续降雨入渗及其湿润锋移动规律研究较少。对此设计并制作了一套模拟不积雨降雨条件下黄土土柱垂直入渗模型试验装置系统,共模拟了3组非饱和重塑黄土表面不积雨降雨强度下的土柱垂直入渗试验,得到了3组不同干密度黄土垂直土柱试验各相应深度监测点土体体积含水率与降雨历时曲线,以及各试验组土柱渗流湿润锋和渗流稳定区到达不同深度的降雨时间。基于Green-Ampt入渗模型的假设,建立了黄土地区不积雨降雨垂直土柱湿润锋渗流模型,并结合试验结果,验证了假设及模型的正确性,求出不积雨持续降雨条件下黄土土柱渗流湿润锋形状参数m接近于3,并进一步揭示了不积雨降雨条件下黄土地区降雨入渗湿润锋深度与渗流稳定区深度之间的关系。    

5.  非饱和砂土坡面降雨非正交入渗试验与数值模拟研究  被引次数:1
   王成华  万正义  张成林《岩土工程学报》,2015年第37卷第8期
   传统降雨入渗分析仅以降雨强度在坡面上的正交分量作为边界条件,不符合实际降雨非正交入渗规律。为了研究非饱和砂土的非正交入渗规律性,采用自行研制的室内降雨试验装置对非饱和砂土坡面进行了一系列不同降雨强度、坡角和孔隙比的降雨入渗试验,并对应地进行了正交入渗条件下的数值模拟。测量了入渗率、出渗速率及砂土储水增量随时间变化的关系曲线,分析了雨强、坡角和孔隙比对试验结果的影响。试验结果显示各试验中均无坡面径流现象,与正交入渗边界理论差异显著。通过分析非饱和砂土在传统坡面降雨正交入渗边界条件下的入渗率、出渗速率及砂土储水增量等数值模拟结果与对应的降雨入渗试验结果的差异,证明按正交入渗边界理论计算得到的砂土坡面土体含水率、入渗能力及坡面边界条件转化的判别机制均与实际情况不符。    

6.  非饱和土中氯离子扩散规律的试验研究  
   《岩土工程学报》,2021年第9期
   土中污染物迁移涉及对流和扩散,低流速情况下扩散起主导作用,当前对非饱和土中渗流的研究较为成熟,但对非饱和土中污染物扩散规律的认识还不够深入,其中饱和度控制是非饱和扩散系数测试的技术瓶颈。自制非饱和对流-扩散试验装置,控制入渗过程中土的含水率恒定,以氯离子为示踪剂进行对流–扩散土柱试验,通过切片法测得氯离子浓度剖面,使用非饱和对流–扩散解析解拟合得到氯离子水动力弥散系数,进而求得非饱和有效扩散系数,通过不同含水率下的试验得出有效扩散系数随含水率的变化规律;依据3层土渗流模型计算得到非饱和渗透系数随含水率的变化规律。试验结果表明,试验过程中渗透吸力对含水率的影响可以忽略,本文试验装置含水率控制精确可靠,测得0~100 kPa基质吸力下土中氯离子的有效扩散系数在1.59×10~(-6)~5.22×10~(-6) cm~2/s之间,氯离子的非饱和有效扩散系数随无量纲含水率的减小而线性减小;溶质迁移的弥散度随含水率减小而增大;对数的非饱和渗透系数随含水率线性减小。    

7.  持续降雨入渗对黄土边坡稳定性的影响  被引次数:1
   钟佩文  张慧莉  田堪良  陈航  聂抗意《人民黄河》,2018年第1期
   为探索黄土边坡在持续降雨条件下的入渗规律及其对边坡稳定性的影响,采集陕北治沟造地工程中开挖边坡的土样,在室内模拟土体垂直方向一维降雨积水入渗过程,观测分析土体含水率的变化和湿润锋运移特征,研究含水率变化对边坡土体抗剪强度的影响。根据降雨积水入渗试验得到的不同时刻土体饱和区分布情况,结合饱和区土体重度、黏聚力、内摩擦角的具体数值,采用FLAC3D岩土工程数值计算软件分析了持续降雨条件下边坡的安全稳定性以及潜在滑动面的变化情况。研究结果表明:在降雨积水入渗条件下,浅层土体中湿润锋运移速度较快,随着深度增大,湿润锋运移速度逐渐减缓;当湿润锋到达时,不同深度土体含水率均呈现先陡升再趋于平缓上升的变化规律,土体的饱和度可达到80%。降雨入渗使土体的抗剪强度显著降低,随着降雨历时的增加,边坡土体中的饱和区域增大,土体局部的剪切变形增大,进而局部发生塑性变形逐步扩展形成剪切带,从而导致滑坡。因此,黄土边坡应设置排水措施,避免降雨入渗引发滑坡等自然灾害。    

8.  路基含水率变化特征原位监测试验研究  
   唐勇斌  徐国元  邵恒新  杨俭《低温建筑技术》,2016年第3期
   为了研究多雨地区路基含水率的变化特征,选取广州市北二环高速公路一高填方路段为研究实体,采用TDR水分传感器,对不同深度路基的体积含水率进行了为期半年的原位监测。结果表明,雨季来临时,路基的含水率变化较大,最大值达到14%,在土路基顶部一定范围内甚至接近饱和;路基土的含水率因距离路表的深度不同,在降雨入渗过程中,湿度变化出现较明显的时序性;在距离路表一定深度的路基内,土体的体积含水率的变异特性基本一致。    

9.  降雨条件下一维土柱垂直入渗模型试验研究及其渗透系数求解  
   覃小华  刘东升  宋强辉  杜春兰  王 旭《岩石力学与工程学报》,2017年第36卷第2期
   为研究降雨条件下一维土柱的入渗规律及求解非饱和土体的渗透系数,开发一套模拟降雨条件下一维土柱垂直入渗模型试验装置,对非饱和重塑黄土土柱做了4组不同降雨强度下的一维垂直入渗试验,得到不同降雨强度下垂直土柱的入渗率时程曲线、浸润峰深度时程曲线及监测点体积含水率的变化规律;提出计算非饱和土体渗透系数的新方法,并结合试验结果,得到试验土样非饱和渗透系数与基质吸力的关系曲线。结果表明:(1)降雨强度对垂直土柱的入渗影响较大,当降雨强度小于土柱最小入渗能力时,入渗率等于降雨强度;当降雨强度大于土柱最小入渗能力时,入渗率时程曲线呈无压入渗、有压入渗和饱和入渗3阶段变化。(2)不同降雨强度下,土柱出现积水点和饱和点的历时不同,降雨强度越大出现积水点和饱和点的时间越短,有压入渗阶段越长。(3)在同一降雨强度下,监测点距土柱上表面越远,其体积含水率时程曲线越密集;而同一监测点,降雨强度越大,其体积含水率时程曲线越稀疏。(4)非饱和重塑黄土渗透系数随基质吸力的增大而减小,且渗透系数的对数与基质吸力呈线性变化。    

10.  基于高密度电阻率法的水分迁移模型试验研究  被引次数:1
   刘庭发  聂艳侠  胡黎明  周启友  温庆博《岩土工程学报》,2016年第38卷第4期
   在土工模型试验中,常用的应用于水分及溶质迁移过程量测的传感器量测、图像分析及取样分析等方法并不能充分满足三维、无损、实时的量测需求。高密度电阻率成像法为土工模型试验中三维、无损、实时量测需求提供了新的解决思路。基于高密度电阻率成像法发展一套适用于常规物理模型及超重力离心环境中土体电阻率测试设备和分析方法,并通过开展模型试验验证其应用于水分迁移过程量测的适用性及有效性。常规物理模型试验(1g)表明,该设备及方法能够获得模型土体中电阻率的三维时空分布,入渗过程中电阻率与含水率的分布及变化合理反映电阻率与含水率定性关系;在低有效饱和度区间,电阻率法具有很高的灵敏度。离心模型试验结果表明,重力水平的变化可导致水分在模型土柱中的分布发生显著变化;实时量测技术及分析方法可为土工离心环境中渗流及溶质运移过程的分析提供更为准确的依据。高密度电阻率成像法可以成功应用于常规物理模型及超重力离心环境中水分迁移过程量测,并保证一定的精度和灵敏度。    

11.  降雨条件下双层土坡的模型实验研究  被引次数:1
   李海亮  吴礼舟  黄润秋  王玉川《长江科学院院报》,2012年第29卷第10期
   针对降雨入渗非均质土坡的稳定问题,建立双层边坡模型进行人工降雨实验,对坡体进行含水率和孔隙水压力监测,得到了非均质土坡在降雨条件下含水率和孔隙水压力更真实的变化。基于模型实验结果的分析,得出变化规律如下:①坡体渗流趋于稳定时,含水率、孔隙水压力不仅和深度有关系,而且也与土体物理性质有关。这与均质土坡的渗流状态明显不同;②坡体含水率、孔隙水压力在降雨过程中,响应时间随深度增大而增大。雨后过程中,下层土体含水率、孔隙水压力降低速度大于上层;③相同雨强条件下,坡体含水率和孔隙水压力随降雨历时而不断增大。降雨强度越大,坡体的孔隙水压力和含水率响应时间越早,但在坡体浅表层这种时间效应不明显;④对于降雨过程中能达到稳定渗流状态的土坡,前期降雨量主要影响降雨过程中含水率和孔隙水压力的变化。研究成果为降雨入渗条件下非均质非饱和土边坡的稳定分析提供了依据。    

12.  大岩淌边坡降雨-应力-非饱和渗流研究  被引次数:1
   周建军  徐瑞春  柳景华《长江科学院院报》,2008年第25卷第6期
    针对大岩淌滑坡特殊的地理位置开展强降雨(或强雾雨)条件的入渗和地表漫流研究, 建立雨强与入渗、漫流之间的关系。然后,基于非饱和渗流理论,采用有限元方法来分析大岩淌滑坡在降雨期间的渗流、应力、位移与安全状态,并在稳定性计算中引进强度折减法计算滑坡的安全系数。    

13.  单点膜孔入渗特性的试验研究  被引次数:16
   缴锡云  王文焰  张建丰《水利学报》,1999年第30卷第7期
   膜孔入渗是指在覆膜灌溉中,水通过膜孔渗入土壤的过程。作者对陕北榆林壤土进行了5种膜孔直径的单点膜孔入渗室内试验,观测并分析了累计入渗量、湿润深度及表面湿润半径随入渗历时的变化规律。结果表明:①单点膜孔的累积入渗量变化过程符合Kostiakov模型;②相对入渗参数(单点膜孔入渗参数与垂直一维入渗参数之比值)与膜孔直径具有显著的相关关系;③单点膜孔的湿润深度小于垂直一维入渗的湿润深度,并且相对湿润深度(单点膜孔的湿润深度与垂直一维入渗的湿润深度之比值)与膜孔直径具有显著的相关关系;④单点膜孔入渗的表面湿润半径与入渗历时符合幂函数关系,并与膜孔直径存在着显著的相关关系;⑤在相同入渗历时的情况下,与垂直一维入渗相比,膜孔入渗的湿润土体平均含水率较小。    

14.  基于降雨入渗全过程的非饱和湿润峰模型  被引次数:1
   徐旭  席越  姚文娟《水利学报》,2019年第50卷第9期
   对降雨入渗过程进行研究有助于充分发挥土壤的蓄水能力,减缓城市管网的泄洪压力。为更真实地反映入渗过程中土壤的含水率分布情况,将降雨入渗过程进行分段,确定各阶段土壤含水率分布函数,提出了修正的非饱和湿润峰模型。同时,结合达西定律,引入土体非饱和参数,得到均匀土体在不同降雨强度下,土壤含水率、浸润深度和累计入渗量随时间变化的曲线。结果显示,入渗过程中土壤表层含水率和浸润深度随时间呈非线性变化。对于高强度降雨,当表层土壤饱和后,开始出现积水。累计入渗量最终取决于土壤的饱和渗透性质,降雨强度对其影响有限。分别将4种土质土体的计算结果与有限元法得到的结果进行对比,两者相对偏差均小于5%。    

15.  水驱油田含水率预测方法研究及拓展  
   《石油与天然气地质》,2017年第5期
   在新型油相相对渗透率曲线的基础上,结合物质平衡方程和Welge方程,导出了一种新型含水率预测模型,并在一定条件下可转化得到Logistic模型。新型含水率预测模型中待定系数与开发动态和地质静态参数变化关系明确,使得许多控水措施更具理论支持。同时,针对目前已有油水相渗曲线与Welge方程结合还无法得到Logistic模型、Goempertz模型以及Usher模型的问题,以及新模型推理过程中要保持开井数不变等条件限制,提出了联解法和直接法建立含水率预测模型。通过两种方法拓展,使得含水率预测模型丰富、多样,能够完全满足描述复杂多样的油田含水率与时间变化过程。后经实例应用,效果较好,值得其他油田借鉴。    

16.  非饱和砂质黏性紫色土一维渗透特性试验研究  
   《地下空间与工程学报》,2020年第2期
   利用土体瞬时渗透特性测试仪,对重庆非饱和砂质黏性紫色土进行一维土柱垂直渗透试验。模拟不同降雨条件(5 mm/h、15 mm/h、30 mm/h)下,其入渗率、累积入渗量、浸润峰、体积含水率和吸力等随时间的变化规律;分析得到其渗透特性和持水特性。结果表明:(1)在初始含水率相同的情况下,降雨强度越大,初期入渗率越大;土体的入渗率与含水率有关,含水率越低的土体,其入渗率越大;(2)不同降雨强度下,水入渗到同一监测点的时间不同;且降雨强度越大时,含水率增大到某一稳定值的数值也越大;(3)降雨强度并不会影响土体的饱和渗透系数和持水性能。从试验规律可知非饱和砂质黏性紫色土的体积含水率θ与渗透系数的对数lgk之间存在线性关系,拟合的线性方程,可应用于相应紫色土地区土体的非饱和渗流分析。    

17.  湖相淤泥一维电渗试验与影响因素分析  
   林融冰  朱栋梁  柏巍  周卫文  杨爱武  刘永红《水电能源科学》,2018年第36卷第5期
   为探究电渗各参数对湖区吹填超软淤泥土加固效果的影响,以鄂州市梁子湖区超软淤泥为例,自主设计制作了试验模型箱开展了一维电渗试验。试验采用温湿度传感器监测模型阴极、阳极附近土体含水率和温度在电渗过程中的变化,采用万用表检测土体中的电流、各监测点的电势,采用阴极集水装置收集并测量了电渗过程中的排水量,分析了通电电压、电极材料对电渗排水时间与电渗后土体强度的影响。结果表明,电压越大,排水越快,但电压大小对总排水量影响不大;金属电极的排水速率优于导电塑料排水板;阳极跟进可有效提高电流强度、减低含水率和提高阴极端阻力且能使土体处理效果更加均匀。    

18.  降水入渗对非饱和土坡稳定性的影响  被引次数:2
   史弘鹤  王殿春《西部探矿工程》,2004年第16卷第9期
   降雨以液体形式入渗到土体中,同时土体中的水以蒸发的形式离开土体。两个过程的差值决定地面径流量和净入渗量。净入渗量受土体-洼质、含水率、孔隙水压力、土体中水蒸气的消散度等因素的影响。因此,降雨入渗后的暂态渗流场难以确定。将土-水-气三相耦合,提出了一种确定降雨入渗后的暂态渗流场的模型。最后,结合工程实例分析了降雨入渗后渗流场的变化对土坡稳定性的影响。    

19.  考虑吸力变化的膨胀土边坡破坏规律分析  
   石北啸  陈生水  韩华强  王庭博《水利学报》,2014年第45卷第12期
   膨胀土边坡中吸力降低会引起强度衰减,进而引起边坡变形破坏。采用热传导传感器监测干湿循环作用下膨胀土边坡模型坡顶和坡底的基质吸力,开展膨胀土边坡基质吸力随深度和时间变化规律的室内试验,并对模型破坏过程进行了分析。试验结果表明:膨胀土边坡因膨胀干缩的反复作用产生裂缝,为雨水入渗提供通道,裂缝区土体迅速吸水,吸力骤降;非裂缝区土体雨水难以入渗,吸力降低存在明显的滞后现象。降雨后一段时间内,裂缝区土体与非裂缝区土体强度差异明显。对于填方膨胀土边坡工程,建议填筑一部分后对其先进行晾晒,促使土体吸力增长并提高土体强度;施工过程中应避免降雨水入渗,并监测坡体含水率的变化和位移情况,及时采用有效处置措施,防止发生滑坡破坏。    

20.  考虑土体非饱和特性的斜坡降雨入渗模型及边坡稳定性分析  
   刘卫涛  曹文贵  张运强《长江科学院院报》,2021年第38卷第4期
   降雨入渗是诱发滑坡的关键因素,研究斜坡降雨入渗规律对于滑坡的预测与防范具有重要意义.传统的Green-Ampt模型及改进的Green-Ampt模型均假定入渗过程为均匀饱和入渗,忽略了入渗过程中湿润锋锋面上方非饱和区的存在.针对这一不足,首先,基于达西定律分析斜坡内基质吸力的分布规律;然后,结合非饱和土VG模型得到了斜坡内湿润区含水量沿深度变化的函数关系;最后,基于改进的Green-Ampt模型推导了考虑土体非饱和特性的斜坡降雨入渗模型,并将其引入到无限斜坡稳定性分析当中.研究结果表明:与数值解和现有模型相比,考虑土体非饱和特性的降雨入渗模型能更加准确地反映降雨人渗的过程,基于改进模型计算的稳定性系数较好地揭示了恒定降雨强度下斜坡稳定性的变化规律,证明了该方法的正确性和适用性.    

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