1、滲透函數(shù)和土水特征曲線是非飽和土領(lǐng)域的核心問題。本文在回顧了前人基于上述方面的研究現(xiàn)狀后,利用試驗、已有文獻以及數(shù)值計算,對考慮密度的非飽和土滲透函數(shù),考慮應力的土水特征曲線,應用土水特征曲線來確定Barcelona模型的參數(shù)進行了研究,及其在邊坡滲流問題的應用等方面進行了研究,得到如下新認識：1.利用改進的非飽和土水氣運動聯(lián)合測定儀對重塑非飽和黃土試樣進行了不同增濕路徑下的浸水試驗,通過討論不同的測定方法的影響提出了最合理方法,在此基

2、礎(chǔ)上討論了增濕路徑對水氣兩相滲透系數(shù)的影響,結(jié)果表明增濕路徑對滲水系數(shù)影響較小,在后面構(gòu)造滲透函數(shù)時可不必考慮其影響。在前面討論的基礎(chǔ)上分兩條思路構(gòu)造考慮密度變化的非飽和土滲透函數(shù)：一條思路是利用歸一化思想對不同干密度下的相對滲透系數(shù)與飽和度曲線進行歸一化,最終提出了考慮密度變化的歸一化滲透函數(shù),并驗證了該函數(shù)的適用性；另一條思路是利用干密度、滲氣系數(shù)以及滲水系數(shù)3者間的關(guān)系建立考慮密度變化的滲氣滲水函數(shù),該函數(shù)即可間接確定滲水系數(shù),又

3、可定量描述非飽和土孔隙中水氣運動之間的相互影響,同樣通過驗證試驗亦表明該函數(shù)在一定范圍內(nèi)符合度較好。2.通過對已有文獻中不同固結(jié)壓力下土水特征曲線試驗數(shù)據(jù)的再分析,在選取最優(yōu)的土水特征曲線公式描述試驗數(shù)據(jù)后,討論了不同固結(jié)壓力下土水特征曲線關(guān)鍵參數(shù)和公式擬合參數(shù)間的關(guān)系,以及公式擬合參數(shù)隨孔隙比的變化規(guī)律,進而通過孔隙比為紐帶將固結(jié)壓力和這些參數(shù)建立關(guān)系,最終得到了考慮固結(jié)壓力影響的土水特征曲線公式。此外,本文還分析了不同固結(jié)壓力下的土

4、水特征曲線試驗中的吸力—變形特性,發(fā)現(xiàn)SI屈服線隨固結(jié)壓力呈現(xiàn)線性遞增再趨于不變的趨勢,這與前人認為SI屈服線是水平直線的結(jié)論存在不同之處。3.本文對利用土水特征曲線預測Barcelona模型參數(shù)的方法進行了初步探索,借助模化土水特征曲線提出了對Barcelona模型參數(shù)預測的新型公式,通過對已有文獻數(shù)據(jù)的預測,證明本文公式的預測精度較好,為以后建立考慮應力狀態(tài)和增、減濕路徑影響的非飽和土本構(gòu)模型邁出了第一步。4.由于時間和筆者能力有限

5、,前面所提出的滲透函數(shù)和土水特征曲線未能應用到飽和—非飽和滲流有限元計算中,故本文在數(shù)值計算中利用了與計算軟件較為匹配的土水特征曲線和滲透函數(shù)預測方法,對一土坡模型分別進行了穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)條件下的降雨入滲數(shù)值試驗,結(jié)果表明：在穩(wěn)態(tài)條件下,影響土中吸力保持的首要因素是降雨強度與飽和滲透系數(shù)之比；在瞬態(tài)條件下,孔隙水壓力沿邊坡深度的分布取決于降雨強度、飽和滲透系數(shù)、土水特征曲線和貯水函數(shù)。當土的滲透系數(shù)較低而貯水系數(shù)較高時,負孔隙水壓力(基質(zhì)吸