土在全含水率范围内持水及非饱和渗透特性的模型描述

摘要

传统的持水及非饱和渗透系数模型在较高含水率范围预测较好,而在较低含水率范围预测较差。一方面引入分界点将用体积含水率表示的持水曲线分为毛细阶段和吸附阶段,当土比分界点干燥时假定残余体积含水率与基质吸力的关系,改进Van Genuchten模型在较低体积含水率范围的适用性,将其推广至全体积含水率范围。另一方面,引入修正系数改进表征等径球体颗粒集合体内薄膜流动的非饱和渗透系数模型,并将非饱和渗透系数表示为毛细流动和薄膜流动对其贡献之和,以实现其在全体积含水率范围内从毛细流动到薄膜流动的光滑过渡。最后利用已有文献中6种壤土在较高、较低体积含水率范围内的持水以及非饱和渗透试验结果验证了修正持水及非饱和渗透系数模型的准确性,结果表明:这2种修正模型在全体积含水率范围内较传统模型的预测效果更好。