岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (6): 1991-2000.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0821

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于Green-Ampt模型的饱和−非饱和黄土入渗 改进模型及其参数研究

温馨1，胡志平1, 2，张勋1, 2，柴少波1, 2，吕新波1   

  1. 1. 长安大学 建筑工程学院，陕西 西安 710064；2. 长安大学 地下结构与工程研究所，陕西 西安 710064
  • 收稿日期:2019-05-10 修回日期:2019-10-30 出版日期:2020-06-11 发布日期:2020-08-02
  • 作者简介:温馨，女，1992年生，博士研究生，主要从事非饱和土渗流方面的研究工作。
  • 基金资助:
    西咸新区沣西新城管委会项目（No.SXLHZB2017-1396）

Modified infiltration model for saturated-unsaturated loess based on Green-Ampt model and its parametric study

WEN Xin1, HU Zhi-ping1, 2, ZHANG Xun1, 2, CHAI Shao-bo1, 2, LÜ Xin-bo1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi 710064, China; 2. Institute of Underground Structure and Engineering, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi 710064, China
  • Received:2019-05-10 Revised:2019-10-30 Online:2020-06-11 Published:2020-08-02
  • Contact: 胡志平，男，1973年生，博士，教授，主要从事地下结构与岩土工程等方面的教学与研究工作。E-mail：huzhping@chd.edu.cn E-mail:wenxin@chd.edu.cn
  • Supported by:
    This work was supported by the Research Project of Management Committee of Fengxi New City in Xixian New Area(SXLHZB2017-1396).

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摘要： 黄土中水分入渗理论分析对预测土体附加变形及强度弱化十分重要，但现有针对均质地基的Green-Ampt入渗分析模型运用于黄土区还有较多不足。基于黄土入渗饱和?非饱和分层假定，考虑入渗过程中土体实际渗透系数随深度的变化，对Green-Ampt模型进行修正，并用实例进行了验证；通过测量累积入渗量和含水率的时变规律，并结合Philip模型与Green-Ampt模型的相关关系及实际渗透系数随时间的变化关系获取模型参数。结果表明，相比于WGAM和Kostiakov模型，修正模型在黄土区的应用效果更好。在修正模型基础上，分析了饱和渗透系数、饱和含水率、初始含水率以及基质吸力对水分入渗深度的影响规律，并对参数的敏感指数进行了分析与对比。发现土体初始和饱和含水率变化对模型计算结果产生较大影响。该模型的建立对黄土地区水分入渗规律相关研究有一定的积极作用。

关键词: 黄土, 水分入渗, Green-Ampt模型, 分层假定

Abstract: The theoretical analysis of water infiltration in loess is very important for predicting deformation and strength weakening of loess. However, there are still some problems lying in the application of existing Green-Ampt infiltration analysis model using into homogeneous foundation of loess area. Based on the assumption of saturated-unsaturated stratification of loess, the modified infiltration model also considered the actual variation of permeability coefficient of soil with the depth of infiltration. The proposed approach modified the Green-Ampt model with an actual case for validation. Combined with the relation between Philip model and Green-Ampt model, as well as the actual permeability coefficient changed with time, the hydraulic parameters were estimated by measuring the variations of cumulative infiltration and water content with time. The results showed that compared with WGAM and Kostiakov models, the modified model was more effective in loess area. Based on the modified model, the effects of saturated permeability coefficient, saturated water content, initial water content and matrix suction on water infiltration depth were analyzed. The sensitivity of the parameters was analyzed and compared. It was found that the change of initial and saturated water contents of soil greatly influenced the calculation results of the model. The present research is of great significance for the relative investigation of infiltration in loess area.

Key words: loess, infiltration, Green-Ampt model, stratified hypothesis

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