裂隙岩土体中非饱和渗流问题主要可以概化为三类,即等效连续介质模型、离散裂隙网络模型和裂隙孔隙介质模型。对于第一类模型,本项目通过不同土类、密度和初始含水量试样积水入渗试验,研究了含封闭气泡近饱和土中的非饱和渗流问题,探讨了封闭气泡的含量及其对剖面含水量分布和渗透性等的影响,进行了数值模拟对比研究。另外开发了基于LabVIEW的土工试验测控系统,为下一步开展较大规模室内模型试验积累了测试和分析经验。对于第二类模型,本项目首先研究了单裂隙的非饱和渗透特性,建立了基于毛管理论的裂隙土水特征曲线模型,然后通过多组裂隙网络分析了裂隙位置、角度和长度等表征参数的分布规律及相关性,通过土膏干裂试验,研究了裂隙生成和发展的动态过程,以及不同时段裂隙表征参数分布规律,建立了裂隙网络随机模拟生成数值模型,编制了二维裂隙网络非饱和渗流数值模拟程序,开展了数值模拟对比研究。对于第三类模型,本项目将裂隙简化为一维单元,并与二维孔隙介质单元联合求解,建立了裂隙孔隙介质非饱和渗流数值模型,编制了相应的分析程序,进行了算例分析。本项目的研究成果能为岩土工程中实际遇到的裂隙孔隙渗流问题提供新的分析和模拟手段。
英文主题词unsaturated flow; fracture; statistical analysis; infiltration test; numerical simulation