岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (4): 1123-1133.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0491

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降雨入渗下非饱和坡残积土湿润锋运移试验研究

简文彬1, 2，黄聪惠1，罗阳华1，聂闻3   

  1. 1. 福州大学 岩土与地质工程系，福建 福州 350108；2. 福州大学 地质工程福建省高校工程研究中心，福建 福州 350108； 3. 中国科学院海西研究院泉州装备制造研究所，福建 泉州 362200
  • 收稿日期:2019-03-11 修回日期:2019-06-20 出版日期:2020-04-11 发布日期:2020-07-01
  • 作者简介:简文彬，男，1963年生，博士，教授，主要从事岩土工程与工程地质方面的研究工作
  • 基金资助:
    国家自然科学基金（No. 41861134011）

Experimental study on wetting front migration induced by rainfall infiltration in unsaturated eluvial and residual soil

JIAN Wen-bin1, 2, HUANG Cong-hui1, LUO Yang-hua1, NIE Wen3   

  1. 1. Department of Geotechnical and Geological Engineering, Fuzhou University, Fuzhou, Fujian 350108, China; 2. Engineering Research Center of Geological Engineering, Fuzhou University, Fuzhou, Fujian 350108, China; 3. Quanzhou Institute of Equipment Manufacturing, Haixi Institute, Chinese Academy of Sciences, Quanzhou, Fujian 362200, China
  • Received:2019-03-11 Revised:2019-06-20 Online:2020-04-11 Published:2020-07-01
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (41861134011).

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摘要： 我国东南沿海地区丘陵山地发育，降雨入渗到土体中的水分是导致滑坡灾害频发的关键因素。以福建省泉州市德化县地质灾害点为主要研究对象，考察典型地质灾害点具有代表性的坡积土与花岗岩残积土的渗透特性。利用自行研制的土体入渗装置，分别在降雨强度为15、30、60 mm/h条件下，考虑降雨历时一致（180 min）与过程降雨量一致（90 mm）两种工况开展一维土柱入渗试验，得到相应的各个土柱含水率、湿润锋、入渗率随时间变化的响应规律。试验结果表明：（1）土体渗透系数越大、雨强越大，土体湿润蔓延距离越深、速度越快。（2）降雨入渗过程中，土体含水率由浅及深逐次对降雨进行响应。不同雨强对含水率的影响主要体现在第一次响应时间以及饱和速度上，雨强越大，响应时间越快，饱和速度也越快。（3）提出可表征在不同雨强作用下，德化县马坪滑坡与崩土岭滑坡的湿润锋入渗公式。该研究成果对台风暴雨型滑坡的孕灾机制分析以及精细化监测预警具有重要的理论及实际意义。

关键词: 降雨, 坡残积土, 湿润锋, 响应时间, 滑坡

Abstract: Rain infiltration through the soil is the critical factor in the frequent landslides on the coast of China. By considering the geological disaster points of Dehua County, Quanzhou City, Fujian Province as the main research object, the permeability characteristics of slope soil and granite residual soil are concerned in these typical geological disaster points. The one-dimensional soil column infiltration test was carried out using the soil infiltration device developed by simulating rain intensities of 15, 30 and 60 mm/h, respectively, with the rainfall conditions of duration (180 min) and amount (90 mm). The response law of moisture content, wetting front and infiltration rate of each soil column with time under different working conditions was investigated. The main results are presented in detail. The soil wetness spreads deeper and faster as the permeability coefficient of soil and the rainfall intensity become greater. The soil moisture content responds to rainfall from shallow to deep part during the process of rainfall infiltration. Meanwhile, the influence of different rain intensities on water content is mainly reflected in the first response time and saturation time. The high intensity of rain leads to short response time and a quick saturation speed. A function is proposed for different rainfall intensities, which can characterise the wetting front infiltration laws of the Maping landslide and the Bengtuling landslide in Dehua County. The results are of great significance for the early warning of landslide hazards.

Key words: rainfall, slopewash and residual soil, wetting front, response time, landslide

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[1] 谢济仁, 乔世范, 余鹏鲲, 内村太郎, 王功辉, 江耀, 方正, 田京立. 土质滑坡坡表倾斜变形的室内外试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 681-690.
[2] 王力, 李高, 陈勇, 谭建民, 王世梅, 郭飞, . 赣南地区人工切坡降雨致灾机制现场模型试验[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 846-854.
[3] 任三绍, 张永双, 徐能雄, 吴瑞安, 刘筱怡. 含砾滑带土复活启动强度研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 863-873.
[4] 肖捷夫, 李云安, 胡勇, 张申, 蔡浚明, . 库水涨落和降雨条件下古滑坡变形特征 模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 471-480.
[5] 张凯, 张科, 保瑞, 刘享华, 齐飞飞, . 基于优化经验模态分解和聚类分析的滑坡 位移智能预测研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 211-223.
[6] 赵久彬, 刘元雪, 何少其, 杨骏堂, 柏准, . 三峡库区阶跃变形滑坡水平位移与降雨量 数学统计模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 305-311.
[7] 闫琦玮, 李新坡, 何思明, 罗渝, 田宏岭, 吴永, . 典型红层滑坡滑带土自愈合效应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 3041-3048.
[8] 罗易, 张家铭, 周峙, 契霍特金, 米敏, 沈筠, . 降雨-蒸发条件下土体开裂临界 含水率演变规律研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2592-2600.
[9] 潘永亮, 简文星, 李林均, 林雨秋, 田朋飞. 基于改进Green-Ampt模型的花岗岩 残积土边坡降雨入渗规律研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2685-2692.
[10] 何少其, 刘元雪, 杨骏堂, 柏准, 赵久彬, . 库岸堆积层滑坡位移的分量响应模式 及多因子模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2773-2784.
[11] 罗刚, 张辉傲, 马国涛, 周海文, 胡卸文, 王文健, 王文沛, . 高速岩质滑坡滑面滑动摩擦特性研究——以王山 抓口寺滑坡为例[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2441-2452.
[12] 杜文杰, 盛谦, 付晓东, 汤华, 陈贺, 杜宇翔, 周永强, . 地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2461-2469.
[13] 张明礼, 温智, 董建华, 王得楷, 岳国栋, 王斌, 高樯. 考虑降雨作用的多年冻土区不同地表土质 活动层水热过程差异分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1549-1559.
[14] 韩冬冬, 门玉明, 胡兆江. 土质滑坡格构锚杆抗滑机制及受力试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1189-1194.
[15] 黄晓虎, 易武, 黄海峰, 邓永煌. 优势流入渗与坡体变形关系研究及应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1396-1403.
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[1] 徐 晗，黄 斌，饶锡保，何晓民，徐言勇. 三轴试样钻孔灌砂固结排水效果试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3242 -3248 .
[2] 王 威，王水林，汤 华，周平根. 基于三维GIS的滑坡灾害监测预警系统及应用[J]. , 2009, 30(11): 3379 -3385 .
[3] 周 琦，刘汉龙，顾长存. 真空预压条件下地下水位和出水量现场测试研究[J]. , 2009, 30(11): 3435 -3440 .
[4] 赵明华，张 玲，曹文贵，马缤辉. 基于弹性地基梁理论的土工格室加筋体变形分析[J]. , 2009, 30(12): 3695 -3699 .
[5] 李维树，黄志鹏，周火明，景 锋. 基于P-R相关性研究的岩石地基承载力优化取值[J]. , 2009, 30(12): 3700 -3704 .
[6] 顾强康，李 宁，黄文广. 机场高填土地基工后不均匀沉降指标研究[J]. , 2009, 30(12): 3865 -3870 .
[7] 苗强强，张 磊，陈正汉，黄雪峰. 非饱和含黏砂土的广义土-水特征曲线试验研究[J]. , 2010, 31(1): 102 -106 .
[8] 蒋明镜，王富周，朱合华. 单粒组密砂剪切带的直剪试验离散元数值分析[J]. , 2010, 31(1): 253 -257 .
[9] 张 敏，吴宏伟. 离心试验中的地下水模拟控制研究[J]. , 2010, 31(2): 355 -360 .
[10] 赵旭峰，孙 钧. 海底隧道风化花岗岩流变试验研究[J]. , 2010, 31(2): 403 -406 .
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