基于等效渗透系数的多层土坡降雨入渗模型及可靠度分析OA

准确描述降雨入渗过程是揭示降雨诱发边坡失稳机制及防控滑坡灾害的关键。目前Richards方程数值解和Green-Ampt模型被广泛应用于边坡降雨入渗分析,Richards方程数值解虽精度高,但存在计算效率低、容易不收敛等问题,而经典Green-Ampt模型忽略了土体分层特性与非饱和过渡层的影响,难以准确刻画非均质多层土坡降雨入渗过程。为此,通过引入等效渗透系数与椭圆形过渡层理论,动态模拟非均质多层土坡降雨入渗过程,提出改进的Green-Ampt模型。该模型创新性地解决以下两个难题:(1)通过修正等效渗透系数计算公式,准确描述湿润锋在穿越不同土层界面时的水分运移特征;(2)通过构建椭圆形过渡层参数解析方程,高效计算不同降雨历时边坡体积含水率空间分布。结果表明:均质与非均质工况下,提出模型均可获得与Richards方程数值解高度吻合的边坡渗流、稳定及可靠度分析结果,尤其是在降雨前期;提出模型具有较高的计算效率,不存在计算不收敛问题,可为降雨作用下复杂边坡可靠度分析及滑坡灾害防控提供重要理论支撑。