改进Mein-Larson模型的花岗岩残积土边坡降雨入渗研究

郭志峰，宿文姬，张 伟，郑志文，魏平新

（1.华南理工大学土木与交通学院，广州 510640，2.广东省地质环境监测总站，广州 510510）

0 引言

降雨是滑坡灾害中最为突出的一个致灾因素[1]，雨水下渗过程中，湿润锋面也同步向下推进，导致边坡性能软化，安全系数逐步降低。在研究湿润锋向下发展的运移规律中，多是将土体的初始含水率简化为与标高成正比的线性分布，而较少考虑土体中初始含水率非线性分布对于湿润锋运移规律的影响，而实际上自然界中土体初始含水率的分布通常都是非线性的，充分考虑这一差异对于准确描述湿润锋运移规律是十分重要的，也关系到边坡的稳定性。

传统Green-Ampt 降雨入渗模型以湿润锋为界，将土层分为两个区域，以上为饱和层，以下为初始层，假定两层土体含水率都均匀分布，而Mein-Larson 入渗模型则在Green-Ampt 入渗模型的基础上考虑了坡面倾角和弱降雨—自由入渗的情况，适用性更广。但实际的入渗过程中，土体的初始含水率分布并不均匀，基于此，众多学者对于降雨入渗模型都进行了部分改进，以期能够获得适应性和准确性更强的入渗模型。如马娟娟等[2]基于Green-Ampt 入渗模型考虑地表积水厚度变化，推导湿润锋入渗深度与时间的变化关系；彭振阳等[3]基于土体分层假定对Green-Ampt 入渗模型进行改进，推导出湿润锋椭圆形向下推进时的入渗深度-时间变化规律，并基于Richards 方程的土壤水运动模型进行验证；唐扬等[4]考虑初始含水率的线性分布，针对Mein-Larson 入渗模型进行改进，得出一种新的降雨模型，并与有限元法结果进行对比，证实了土体初始含水率的分布影响到湿润锋的下移。……