大气降雨对土坝非饱和区含水率影响分析第29卷第1期2007年3月南昌大学?工科版JournalofNanchangUniversity(Engineering&Technology)Vol.29No.lMar.20Or7文章编号：1006—0456(2007)01—0074—05大气降雨对土坝非饱和区含水率影响分析刘小文，耿小牧,常立君(南昌大学建筑工程学院，江西南昌330031)摘要:运用非饱和渗流理论分析了不同降南强度和降雨持续时间对土坝非饱和区含水率变化规律.结果显示，降雨强度越大，降雨持续时间越长，非饱和区土体含水率变化也大,坝坡表层土体较容易达到饱和，并H降雨影响深度也大，对坝坡表面湿化裂隙的产生及坝坡稳定性影响大,不管降雨强度如何,坝顶和坝坡中上部比坡体的中下部更容易受降雨浸湿.关键词:大气降雨;含水率;影响规律中图分类号:TU432文献标识码:AAnalysisAboutRainfalllnfluenceonVolumetricMoistureContentofUnsaturatedZoneLIUXiao.wen.GENGXiao.mu.CHANGLi-jun(SchoolArchitecturalEngineering,Nan-changUniversity,Nanchang33003hChina)Abstract:Lawsaboutvolumetricmoisturecontentchangesandwettingdeformationinunsaturat-edzonearean.---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---alysedaccordingtodifferentrainfallintensitiesanddurationbysaturated?unsaturatedseep-agetheoryinthistext.Theresultshowssoilmassesinsurfacelayerreachsaturationmoreeasilyun-dergreatrainfallintensityandlong??last-ingrainfall,atthesametime,therealbiginfiltra-tiondepthandinfluenceofwettingdefbrmation.Topsoilmassesofdamslopesoakandpro-ducewettingmoreeasilythanlowsoilofslopeinspiteofrainfallintensity.KeyWords:rainfall;moisturecontent;lawofinfluence土坝裂隙和滑坡一直是坝工界关注的重点，就其产生的原因很多，其中大气降雨对坝身土料淋湿入渗是引起土坝产生裂隙和滑坡原因之一•一方而降雨使坝坡土体含水量提高，土体产生湿化,从而在湿化过程中产生一定的湿化沉陷变形，引起湿化裂隙，如河南白沙水库，其为均质土坝,由于大气降雨入渗长年累积，使坝身表面裂缝竞深达5.9m,且多出现在坝体较高的部位，该裂隙对坝体稳定造成很大影响-1-4];^一方而，坝坡土体含水量提高使土体性质发生变化，土体基质吸力明显降低，在土坡浅层基质吸力甚至消失，从而降低了土体的抗剪强度和稳定性，甚至产生滑坡J.因此定量分析大气降雨对坝身淋湿入渗等所引起的土坝非饱和区含水率变化规律，对了解土坝等填方工程由于降雨引起的坝坡裂隙产生规律和边坡失稳提供理论依据.1饱和一非饱和土壤水分运动基本方口任1.1饱和一非饱和土壤水分运动基本方程将达西定律和质量守恒定律结合可导出描述土壤水分运动的基木方程•二维饱和一非饱和土壤水分运动基本方程叫形式为：未[】+[后,】=00()其中,0为土壤体积含水率;日二h+y,h为压力水头,在饱和区为正，非饱和区为负,Y为位置水头;后k分别为沿x,y方向的渗透系数,在饱和区等于饱和土的渗透系数，与压力水头h无关,在非饱和区与压力水头h有美对饱和区，方程(1)右边项等于0.如令C=oo,并将H二h+Y—并代入⑴式，不收稿日期:2006—02—28基金项目:科技部科研院所社会公益研究专项基金资助项目(2005DIB3J054)作者简介:刘小文(1968—)，男，副教授,博士.第1期刘小文，等:大气降雨对土坝非饱和区含水率影响分析---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---考虑介质压缩变形和温度的影响,(1)式化为:2降雨入渗对土坝非饱和区含水率影【芸】+茜【，鸳】+=cOt⑵晌分析式中c为容水度,其余符号含义同前.1.2定解条件定解条件包括初始条件和边界条件.1)初始条件在计算区域力内给定初始压力水头的分布，即h(x,y,t)=hO(,¥)[(,¥)G,t=O)]⑶2)边界条件第一类边界条件，已知压力水头的边界条件，称Dirichlet边界，可表示为:h(x,y,t)=?(,y,t)(,Y)GFD(4)其中,(,Y,t)为边界上的压力水头函数.第二类边界条件,已知流量的边界条件，称Neumann边界，可表示为：kxOhcos(,)+,cos(,y)+kyCOS(,I,Y)=gl(,y,t)(,Y)eF,v(5)其中,COS(n,),COS(n,Y)为边界面外法线方向的方...