岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (5): 1686-1698.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0395CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0395
姜姝1,魏玉峰1,张小云1,查浩2,孙意成1
JIANG Shu1, WEI Yu-feng1, ZHANG Xiao-yun1, ZHA Hao2, SUN Yi-cheng1
摘要: 针对沟道型松散堆积体在降雨过程中同时受垂直入渗与侧向汇水的共同作用,进而显著影响其稳定性和破坏模式的问题,在经典Green-Ampt(简称GA)模型的理论框架基础上,引入侧向汇水影响系数和坡面径流系数,建立了多向汇水作用下松散堆积体入渗湿润锋深度预测模型(multi-directional catchment Green-Ampt,简称MCGA)。为验证所提模型的可靠性与适用性,设计并开展多因素耦合作用下的松散堆积体边坡多向汇水入渗物理模型试验,系统模拟了不同入渗历时、垂直降雨强度、侧向汇水角度及流量等条件下的入渗过程,并通过数据采集系统和观测系统实时监测了湿润锋的运移路径与深度动态变化情况,将所提模型与经典GA模型的计算结果和试验实测数据进行对比分析。结果表明:相较于未考虑多向汇水作用的GA模型,MCGA模型在多种工况下的湿润锋深度预测值与试验实测值具有更高的吻合度,其平均绝对百分比误差MAPE(mean absolute percentage error)均低于10%,预测精度显著提升。参数分析表明,该模型适用于侧向汇水角度介于15°~60°之间,且侧向汇水强度不超过垂直降雨强度的入渗情况。研究成果为深入理解松散堆积体在多向汇水作用下的非饱和入渗规律、失稳破坏机制及灾害风险评估提供一定的理论参考。
中图分类号: TU 411.4| [1] | 王家辉, 江洎洧, 孙逸飞, 王培清, 王保田, 陈亮, 周钺, 李超. 泥浆介质饱和下松散堆积体抗剪强度特性试验研究[J]. 岩土力学, 2026, 47(4): 1313-1322. |
| [2] | 林滨强, 章德生, 简文彬, 豆红强, 王浩, 樊秀峰, . 风驱雨作用下植被斜坡稳定性响应研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2765-2774. |
| [3] | 田升奎, 刘观仕, 赵青松, 徐国方, 蔡铭炫, . 基于图像RGB信息测试湿度场技术的风积沙毛细水上升试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2525-2536. |
| [4] | 阙云, 翁斌, 蔡松林, LIU Jin-yuan, . 非饱和透明土优先流迁移规律分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 857-867. |
| [5] | 刘阿强, 李旭, 刘艳, 张志远. 全吸力范围内渗透系数快速测定方法研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(11): 3209-3219. |
| [6] | 郭智辉, 简文彬, 刘青灵, 聂闻. 基于现场原型试验的斜坡降雨入渗分析及 入渗模型研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(6): 1635-1647. |
| [7] | 刘德仁, 徐硕昌, 肖洋, 王旭, 李建东, 张严, . 浸水入渗条件下压实黄土水−气运移规律试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(12): 3260-3270. |
| [8] | 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. |
| [9] | 简文彬, 黄聪惠, 罗阳华, 聂闻. 降雨入渗下非饱和坡残积土湿润锋运移试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1123-1133. |
| [10] | 刘丽, 吴羊, 陈立宏, 刘建坤, . 基于数值模拟的湿润锋前进法测量精度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 341-349. |
| [11] | 何子露, 刘威, 何思明, 闫帅星, . 饱和松散堆积体快速滑动的剪胀效应 机制与过程模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2389-2396. |
| [12] | 谢亦朋, 杨秀竹, 阳军生, 张聪, 戴勇, 梁雄, 龚方浩, . 松散堆积体隧道围岩变形破坏细观特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4925-4934. |
| [13] | 田 海 ,孔令伟 ,李 波,. 降雨条件下松散堆积体边坡稳定性离心模型试验研究[J]. , 2015, 36(11): 3180-3186. |
| [14] | 孙志亮,孔令伟,郭爱国,田 海. 应力比与含水状态对松散堆积体动力参数及地表反应谱的影响[J]. , 2015, 36(10): 2765-2772. |
| [15] | 李 旭 ,范一锴 ,黄 新,. 快速测量非饱和土渗透系数的湿润锋前进法适用性研究[J]. , 2014, 35(5): 1489-1494. |
|
||