砾石对强风化白云岩弃渣土体入渗特性的影响

摘要

[目的]探究砾石对强风化白云岩隧洞开挖弃渣土体水分入渗特性的影响，为大型输水隧洞开挖弃渣场安全稳定性评估提供科学依据。[方法]通过室内模拟土柱入渗试验，采用一维垂直定水头入渗法，以无砾石为对照（CK），研究3种砾石粒径（2～5 mm,5～10 mm,10～20 mm）和4种砾石含量（10%,20%,30%,40%）条件下强风化白云岩弃渣土体湿润锋运移及水分入渗速率变化，并对其入渗过程进行拟合和适用性评价。[结果]与CK处理相比，含砾石的弃渣土体在相同时间下湿润锋运移深度、水分入渗各参数及累计入渗量显著降低，初始、稳定、平均入渗速率及累计入渗量分别减小了17.34%～68.67%,6.45%～51.94%,28.51%～73.06%和6.74%～49.42%(p<0.05)。砾石对弃渣土体水分入渗过程表现出显著的阻滞效应，其中砾石粒径对其无显著影响（p>0.05），而砾石含量的影响显著（p<0.05），随着砾石含量的增加，砾石对弃渣土体水分入渗的抑制效果呈阈值特征。当砾石含量超过30%时，入渗参数随砾石含量增加的变化不再显著（p>0.05）。基于3种典型入渗模型的拟合度及参数模拟值的实际物理意义进行综合分析表明，Horton模型在模拟强风化白云岩弃渣土体水分入渗过程中优于Kostiakov和Philip模型。[结论]砾石含量是抑制强风化白云岩弃渣土体水分入渗的主要因素，Horton模型对其入渗过程的拟合具有最佳适用性。

关键词

强风化白云岩 / 弃渣土体 / 砾石 / 土壤水分入渗 / 入渗模型