[发明专利]一种基于室内试验的土体入渗计算与边坡分析方法

权利要求书

1.一种基于室内试验的土体入渗计算与边坡分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、利用一维土柱垂直入渗试验记录土柱湿润锋变化过程，得到积水入渗湿润锋含水率或无积水入渗湿润锋含水率；

(2)、利用Green-Ampt入渗模型得到边坡土体入渗深度随降雨时间的变化规律；

(3)、将湿润锋以上的范围内土取饱和参数或折减参数，其他范围内的土保持天然参数，合理模拟出入渗过程中土体性质的改变；

(4)、进行稳定性分析与计算，得到持续降雨条件下动态的安全系数变化。

2.根据权利要求1所述的基于室内试验的土体入渗计算与边坡分析方法，其特征在于，所述步骤(1)中一维土柱垂直入渗试验中，试验用土为重塑不同含水率的土，通过质量和体积控制不同密度。

3.根据权利要求1所述的基于室内试验的土体入渗计算与边坡分析方法，其特征在于，所述步骤(1)中一维土柱垂直入渗试验所采用的试验系统包括供水装置(3)，供水装置(3)设置在固定支架(1)上部，供水装置(3)一侧设有刻度尺(2)，固定支架(1)一侧设有试验土柱(5)，所述试验土柱(5)固定在有机玻璃管内，有机玻璃管上端延伸至供水装置(3)一侧的固定支架(1)上部，供水装置(3)下部通过连接管和试验土柱(5)连通并通过内套(4)固定，试验土柱(5)内为土样(6)，试验土柱(5)下部设有过滤层(7)。

4.根据权利要求1所述的基于室内试验的土体入渗计算与边坡分析方法，其特征在于，所述步骤(1)中一维土柱垂直入渗试验包括积水入渗试验和无积水入渗试验。

5.根据权利要求4所述的基于室内试验的土体入渗计算与边坡分析方法，其特征在于，所述积水入渗试验具体的方法为：暴雨时，在室内模拟对应积水试验，用供水装置(3)进行自动恒压供水并控制积水高度恒定，积水高度根据模拟的暴雨强度而定，试验过程中用秒表定时，记录供水装置(3)水位变化，并观测土柱湿润锋变化过程。

6.根据权利要求4所述的基于室内试验的土体入渗计算与边坡分析方法，其特征在于，所述无积水入渗试验采用人工供水和/或自然降雨中的至少一种供水方式。

7.根据权利要求6所述的基于室内试验的土体入渗计算与边坡分析方法，其特征在于，所述无积水入渗试验采用人工供水时，具体方法为：控制速率在试验土体渗透系数以下，不产生积水情况，并持续供水，使水量在土柱截面分散均匀。

8.根据权利要求6所述的基于室内试验的土体入渗计算与边坡分析方法，其特征在于，所述无积水入渗试验采用自然降雨，具体方法为：在天然降雨情况下，降雨强度较小，将制备好的试验土柱置于室外，让雨水自然入渗，试验过程中用秒表定时，记录供水装置水位变化，并观测土柱湿润锋变化过程，计算得到该种土的湿润锋处含水率θ_f。

9.根据权利要求1所述的基于室内试验的土体入渗计算与边坡分析方法，其特征在于，所述步骤(2)中Green-Ampt入渗模型中，G-A模型表述为：

式中，i——地表入渗率，cm/min；K_s——饱和渗透系数，cm/min；z_f——湿润锋深度，cm/min；s_f——湿润锋处的基质吸力水头，cm；H——积水深度，cm。

非饱和入渗量I：

I＝(θ_f-θ₀)z_f (2)

式中，θ_f——湿润锋处含水率；θ₀——土体初始含水率。

10.根据权利要求1所述的基于室内试验的土体入渗计算与边坡分析方法，其特征在于，所述步骤(2)中通过不变量积水入渗湿润锋含水率θ_f或无积水入渗湿润锋含水率θ_fu，即可通过雨量计算入渗深度；若持续降雨，则累积雨量I＝it，i为降雨雨强度，t为时间，通过求出入渗锋的深度。