汇报题目非饱和渗流关键问题探讨.pdf

GeoStudio 软件使用体会交流 GeoStudio 软件使用体会交流 汇报题目：非饱和渗流关键问题探讨 罗红明 中国科学院武汉岩土力学研究所 2010年6月 2010年6月 汇报提纲 汇报提纲 汇报提纲 一、非饱和土特性 二、非饱和渗流基本理论 三、非饱和数值求解关键问题 四、降雨数值分析中几个问题 五、应用实例分析 一、非饱和土特性 1、土水特征曲线 基质吸力直接影响着非饱和土的力学性质。对于非饱和土体，其基质 吸力的大小则是土体含水量的函数。非饱和土的基质吸力随着含水量 的变化而变化，含水量和基质吸力的关系曲线称为土水特性曲线。 土水特性曲线对于研究非饱和土的物理力学特性至关重要。根据土水 特性曲线可以确定非饱和土的强度和渗透系数，甚至可以确定地下水 面以上水分分布。因此，研究含水量对非饱和土力学性质的影响，就 是研究非饱和土力学性质与基质吸力以及土水特性曲线的相互关系。 土水特性曲线的研究，起源于土壤学和土壤物理学。当时主要着重于 天然状态下表层土壤吸力的变化、土壤的持水特性及水分运动特征的 研究，基质吸力值一般小于100kPa。 近年来，由于非饱和土力学理论在斜坡稳定性评价以及降雨型滑坡预 测等方面的广泛应用，对非饱和土的土水特性曲线进行了更加深入的 研究。 一、非饱和土特性 2、土水特征曲线数学模型-1 Fredlund等通过对土体孔径分布曲线的研究，用统计分析理论推导出 适用于全吸力范围的任何土类的土水特征曲线的表达式： θ 1 F ϕ C ϕ ( ) ( ) m θ n s Ln e + ϕ α { [ ( / ) ]} Ln (1 / ) C( ) 1 +ϕ ϕr ϕ − 6 Ln (1+10 /ϕ ) r [ ] θ ∈0,θ 公式中，体积含水量的取值范围为： s ，基质吸力的取值范围 ϕ ∈0,ϕ[ ] ϕ θ 为： max ，max 为土体含水量 =0时，所能达到的最大基质吸力。由 此可见，公式适用于全吸力范围的任何土类。但公式形式较为复杂， 给实际应用者带来诸多不便。 一、非饱和土特性 2、土水特征曲线数学模型-2 Van Genuchten通过对土水特征曲线的研究，得出非饱和土体含水量 与基质吸力之间的幂函数形式的关系式： θ−θ 1