基于非饱和渗流原理的粉土路基水份分布规律研究.pdf

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1、第28卷第12期2011年12月公路交通科技JoumalofHigIlway粕d7rranspo血tionResearch卸dDeVel叩mentV01．28No．12Dec．20lldoi：lO．3969／j．issn．1002—0268．2011．12．0lO基于非饱和渗流原理的粉土路基水份分布规律研究黄世奇1，韩立志2一，穆柯3，王选仓3(1．邢台市邢衡高速管理处，河北邢台054000；2．交通运输部公路科学研究院，北京lo0088；3．长安大学公路学院，陕西西安710046)摘要：为了研究粉土路基内部含水率分布规律，建立了基于非饱和渗流原理的有限元数值仿

2、真模型，研究了地下水位、降雨、蒸发作用等因素对路基材料含水率的影响作用，采用稳态及瞬态渗流计算，确定了粉土路基及边坡材料含水率变化规律；通过埋设频域反射仪湿度传感器对路基含水率年变化规律进行了实测，验证了理论分析模型的可靠性。研究结果表明：路基的含水率均随地下水位的升高呈指数形式上升，持续的降雨蒸发作用对路基边坡影响深度范围是0．2～0．3m；预估含水率与实测值基本一致，预估误差最小为3．9％，最大为8．9％，说明基于非饱和渗流原理的有限元模型对路基含水率的预估具有较高的精度。关键词：道路工程；水分分布；渗流原理；粉土路基；有限元中图分类号：U416．1．01文

3、献标识码：A文章编号：J002一0268(2011)12—0057一05DistrIbutiOnOfS¨tySOilSubgradeMOistureContentBasedOnUnSaturatedSeepagePrIncipIeHUANGShiqil，HANLizhi2⋯，MUKe3，WANGXuancan93(1．xin殍aiXin昏ai—HengshuiExpresswayManagement0EEice，xingtaiHebei054000，china；2．ResearchInstituteofHighway，MinistryofrI’ransport，

4、Beijing100088，China；3．SchoolofHighw呵，Ch柚窖anUnjversity，xi’蚰Shaan】【i710046，China)Abstract：Inordertostudythedistributionofsiltysoilsubgmdemoisturecontent，afiniteelementnumericalsimulationmodelbasedonunsatumtedseepageprinciplewasestablished，andtheinfluenceofwatertable，rajnfau’evapomtiona

5、ndotherfactorsonthemoisturecontentofsubgradematerialwasanalyzed．Thev谢ationofmoisturecontentsinsiltysoilsubgradematerialandslopematerialweredetemlinedbysteady—stateandtransientseepagecalculations．TheannualvariationofsubFademoisturecontentwasmeasuredby1ayingfbquencydomainreflectometryh

6、umiditysensort0VerifymereliabilityofthetheoreticalanalysismodeLTheresultsshowtllat(1)subgrademoisturecontentincreasesexponentiallywitllwatertable，continuousevaporationofrainf甜linnuencesthesubgradeslopeinthedepmof0．2—0．3m；(2)t}leestimatedmoisturecontentisconsistentwithmemeasuredvalues

7、，thesmallestestimatede肿ris3．9％，themaximumis8．9％，sothatthefiniteelementmodelbasedonunsaturatedseepageprinciplehashighaccuracyforestimatingsubgrademoisturecontent．Keywords：roaden舀neering；waterdistribution；seepageprinciple；siltysoilsubgrade；finiteelement收稿日期：2011—05—15基金项目：交通运输部西部交通建设科技

8、项目(200731800