基于荧光示踪法的含裂隙带红黏土边坡渗流特性研究

摘要

为准确高效地分析含裂隙带红黏土边坡在降雨条件下渗流特性,基于荧光示踪法和数字图像处理技术,开展降雨条件下不同裂隙带参数红黏土边坡室内模型试验,实时拍摄降雨过程中含裂隙带红黏土边坡模型水分渗流路径荧光图像,通过识别含荧光强度图像,分析边坡模型中坡表湿润锋、暂态饱和区及体积含水率的变化规律。研究结果表明:随着降雨历时增长,对比有无裂隙带边坡,湿润锋深度的变化随裂隙带深度和位置等裂隙带参数的不同呈不同的发展趋势,且裂隙带深度和位置的变化对湿润锋深度影响最大;降雨过程中,湿润锋深度与裂隙带深度呈正相关,而含水率变化幅度与裂隙带深度基本呈现负相关;裂隙带参数对暂态饱和区面积形成的影响程度由大至小依次为深度、位置、角度;暂态饱和区主要出现在裂隙底端及边坡表层,裂隙带深度越小,两处的暂态饱和区越容易连通;裂隙带深度增大时,雨水可沿裂隙直接渗入边坡深处,并在裂隙底端形成大面积暂态饱和区,饱和区内基质吸力减小使土体抗剪强度降低,体积含水率增加使得土体重度增加进而引起下滑力增大,将对红黏土边坡稳定性造成不利影响。