潘振辉，李 萍，肖 涛

(西北大学 大陆动力学国家重点实验室/地质学系,陕西 西安 710069)

黄土大量分布在中国中西部地区,其具有湿陷性,在降雨等水分入渗条件下会产生剧烈的湿陷性沉降,这种沉降常造成严重的工程问题。水分入渗导致黄土颗粒之间的胶结物溶解,团粒浸水膨胀,颗粒之间因失去加固凝聚力(该力由颗粒之间的胶结物产生)而发生滑移,从而使土中的架空孔隙发生坍缩,土骨架丧失强度,最终发生湿陷[1]。目前，关于黄土中水分运移规律的研究集中在降雨影响深度、水分运移速率与路径、地表水与地下水补给关系、降雨因素和土性参数对水分运移的影响等方面。研究方法主要包括现场监测、室内土柱试验和数值模拟[2-4]。苏立海等[2]在原位试验的基础上，分析黄土中的水分运移规律,为大厚度黄土中水分竖向与径向运移路径、运移速度与影响深度研究提供了基础数据。姚志华等[3]在大型土柱试验的基础上,得到非饱和原状黄土与重塑黄土分别在高饱和度区域、低饱和度区域的渗流规律以及黄土裂缝对渗流的影响。李萍等[4]基于现场监测得到降雨量与降雨影响深度的关系以及黄土浅部与深部水分的补给关系。

数值模拟作为研究岩土体中渗流规律的重要手段,具有模拟结果数据庞大、种类齐全等优点。目前已有多个软件可用于模拟流体在多孔介质中的运移,例如HYDRUS,COMSOL,fluent,Geo-studio等。研究者利用软件对土中水分的迁移进行模拟分析,或者基于已有的试验数据反推难以测量或未测量的土性参数,又或者通过试验与模拟结果的对比总结得到入渗规律[5-8]。……