湿陷性黄土水分场分析

胡欣

摘要：根据设计勘察资料，路基土确定为黄土状粉土，属晚更新世马兰黄土和全新世黄土。根据文献调研，以该类黄土的颗粒级配为基础，通过黄土的粒径数据估计出黄土的单位体积含水量的函数；再根据Van Genuchten估算方法，以黄土单位体积含水量函数去估计黄土的透水性函数。选择黄土的材料模型为饱和/非饱和模型，通过研究土体内含水量和孔隙水压力的变化，计算分析降雨前后水分的入滲情况。

关键词：黄土 颗粒级配 体积含水量 透水性函数 孔隙水压力 入渗

一、数值模型的确定

根据宁夏湿陷性黄土路基模型确定模型尺寸为：路基宽度24.5m，路基高度8m，填方边坡1：1.5。由于路基模型的对称型，取一半的路基来作分析。黄土的地下水位一般较深，离边坡底面取1m的深度，方向为水平方向；因地下水位较深，两侧边界按零流量边界计算；边坡顶面为入渗边界，表达降雨入渗的作用方式；坡底为不透水边界，其单元流量设置为零。在考虑计算精度和求解工作量的情况下，选择四边形和三角形网格相结合进行网格划分工作，网格间距0.5m。

采用瞬态渗流分析，降雨持续时间为一天。以指数增长的方式将一天来划分为多个时间段，通过确定合适的步数，以步数为卡尺，累计并保存不同时期的数据。以便观察在一天的不同时间段下黄土路基的降雨入渗规律。即观察降雨时间取值分别为0s、36s、278s、1904s、12840s、86400s。根据我国对雨型的衡量标准，考虑在降雨强度分为大、中、小三种条件下，分析路基的渗流变化情况。……