随机单裂隙饱和/非饱和渗透系数研究

裂隙易在降雨作用下诱发滑坡等灾害，裂隙的饱和/非饱和渗透特性是研究此类问题的关键。利用精密数控机床制作随机粗糙裂隙面，并研制了一套仪器进行此随机粗糙裂隙的渗流试验，得到了裂隙的饱和渗透系数，然后通过间接方法预测此裂隙的非饱和渗透系数。研究发现，当裂隙平均开度为0.4mm时，其饱和渗透系数为0.1m/s。通过立方定律得到的水力等效隙宽为0.35mm，小于其平均隙宽。同时裂隙的渗透系数与平均隙宽的平方成正比，这与立方定律的趋势相一致。研究得到了不同隙宽裂隙的非饱和渗透系数函数，当基质吸力小于进气值时，渗透系数为一常数，即为饱和渗透系数；当基质吸力大于进气值时，裂隙板的渗透系数急剧减小。当裂隙板的基质吸力达到其残余含水率对应的吸力值时，裂隙板的渗透系数基本稳定。在此情况下，基质吸力的继续增加对渗透系数的影响非常小，很难使渗透系数减小。