降雨條件下不同黏粒含量土體的非飽和入滲特性

陳 亮， 司朋舉， 張 賞

（1.河海大學(xué)巖土力學(xué)與堤壩工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210098； 2.河海大學(xué)土木與交通學(xué)院，南京 210098）

非飽和土體在自然界中大量存在，是飽和度大于0小于100的固、液、氣三相混合體系，具有特殊的物理力學(xué)性質(zhì)［1］，初始含水率較低，具有較高的基質(zhì)吸力，穩(wěn)定性好. 但是當(dāng)遇到降雨天氣時(shí)，雨水入滲非飽和土體后勢(shì)必會(huì)引起土體含水率的增加，土壤基質(zhì)吸力減小，從而引發(fā)相應(yīng)的自然地質(zhì)災(zāi)害，例如滑坡、泥石流等［2-3］. 大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，地基液化、邊坡流滑等災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)土體中都含有一定含量的黏粒，黏粒對(duì)砂土液化等工程特性影響較大. 且在土壤學(xué)中，有些農(nóng)作物在過(guò)砂或者過(guò)黏的土體中生長(zhǎng)較差，一般采用客土的方法進(jìn)行土壤改良，即砂摻黏. 據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有耕地中，因耕層土壤質(zhì)地過(guò)砂或者過(guò)黏而需要改良的土壤各在一億畝以上［4］. 因此，研究降雨條件下不同黏粒含量土體非飽和入滲特性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.

前人對(duì)土體的入滲過(guò)程及其變化規(guī)律做了大量室內(nèi)和室外的研究，也取得了頗為豐碩的研究成果. 王永義等［5］基于山西氣象站的實(shí)測(cè)資料，從雨強(qiáng)、潛水面深度、巖性等方面分析和總結(jié)了降雨入滲補(bǔ)給規(guī)律. 朱偉和山村和也［6］使用降雨入滲試驗(yàn)來(lái)測(cè)量土壤水分和濕潤(rùn)鋒的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并用有限元方法進(jìn)行了飽和—不飽和入滲分析. 張士林［7］研究了強(qiáng)降雨條件下干土緩坡的入滲規(guī)律，并基于Green-Ampt入滲模型提出……