2023----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2023

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的]研究土体-结构界面的渗流机制及其特性，以期揭示渗流导致的工程问题。[研究方法]采用计算流体力学与离散元法（CFD-DEM）耦合的方法，对不同土层的界面渗流进行了系列数值模拟测试。[研究内容]文章首先介绍了土体-结构界面渗流的背景及其工程影响，然后详细描述了CFD-DEM耦合方法的基本原理及其在模拟中的应用。通过数值模拟，研究了不同土层在渗流装置中的渗流特性，并讨论了界面临界水力梯度的计算公式。研究结果显示，渗流压力、土体颗粒间的相互作用及结构界面的力学行为对渗流机制具有显著影响。这些发现为工程实践中处理相关问题提供了理论依据和指导。

2023

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的]研究不饱和土坡在稳定和非稳定渗流条件下的稳定性，优化上限解法以提高计算精度。[研究方法]采用极限分析方法，结合非稳定和稳定渗流条件，建立优化模型进行计算。[研究内容]文章首先介绍了不饱和土坡稳定性的背景和研究意义，然后详细描述了所采用的极限分析法的基本原理及优化方法。在研究中，通过建立土坡模型，模拟不同渗流条件下的稳定性，分析了孔隙水压力对土坡稳定性的影响。特别是，文章讨论了在不同渗流速率和渗流路径条件下，土体的应力分布和变形特性。通过优化计算，研究了临界滑动面的形成机制及其影响因素，为土坡工程设计提供了理论支持。

2023

发表期刊：Journal of Hydrology

文献导读：[研究目的]研究考虑微观渗流通道初始水力梯度的黏土土体非线性渗流模型，以提高对黏土渗流特性的理解和预测能力。[研究方法]通过建立新的非线性渗流模型，结合实验和数值模拟的方法，对不同条件下的渗流行为进行了系统分析。[研究内容]文章首先介绍了黏土土体渗流研究的背景及其工程应用的重要性，然后详细描述了新模型的构建过程及其理论基础。研究结合实际实验数据，验证了模型的准确性，并通过数值模拟探讨了不同初始水力梯度下的渗流规律。结果显示，微观渗流通道的初始水力梯度对黏土的非线性渗流行为具有显著影响，该模型能够更准确地预测黏土在不同条件下的渗流特性，为工程实践提供了理论支持和数据参考。

 

2023

发表期刊：Case Studies in Construction Materials

文献导读：[研究目的] 研究降雨引起的不饱和土坡湿润带深度对坡稳定性的影响。[研究方法] 本研究使用瞬态有限元渗流和坡稳定性分析方法，分析了2010年至2022年台湾地区的代表性降雨模式，并考虑了气候变化的潜在影响。[研究内容] 研究首先分析了降雨过程中的土壤孔隙水压力和体积含水量的变化，研究了湿润带发展对坡体稳定性的影响。结果表明，降雨过程中坡表面土壤的孔隙水压力和含水量受降雨影响显著，湿润带随着降雨时间的增加逐渐向下扩展，导致湿润带深度增加。研究发现，当安全系数最低时，潜在滑动面与湿润带边缘相交，表明在坡体失稳时，滑动面与湿润带的演变具有显著关系。

2023

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 研究在水环境负荷下不饱和地层的机械响应。[研究方法] 采用了一种简单的数值模拟方法，将水环境负荷作为额外的加载条件应用于不饱和地层，并采用非正交弹塑性本构模型来描述不饱和土的机械行为。[研究内容] 文章首先介绍了数值模拟方法的基本原理，并详细描述了在水环境负荷下对不饱和地层的模拟过程。通过数值模拟，研究了不饱和地层在水环境负荷下的机械响应，特别是孔隙水压力和体积含水量的变化。研究结果表明，水环境负荷显著影响了不饱和地层的力学行为，尤其是在孔隙水压力和体积含水量方面。文章还探讨了不饱和地层在不同水环境条件下的稳定性，揭示了水环境负荷对地层稳定性的重要影响。

2023

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 研究在稳态不饱和渗流条件下，有限回填土的主动土压力的非线性描述。[研究方法] 采用主应力轨迹方法，通过非线性有限元模拟分析稳态不饱和渗流对有限回填土的影响，结合主应力轨迹法计算回填土中的应力分布和主动土压力。[研究内容] 文章首先介绍了主应力轨迹方法的基本原理，接着描述了在稳态不饱和渗流条件下的数值模拟过程。通过模拟分析，研究了不同土壤类型在稳态不饱和渗流下的土压力分布情况。文章还讨论了土体吸力对主动土压力的影响，并采用扩展的莫尔-库仑破坏准则表达土体的剪切强度。研究结果表明，稳态不饱和渗流显著影响了土体内部的应力分布和主动土压力，尤其是在考虑吸力应力的情况下，主动土压力的分布呈现出明显的非线性特征。

2023

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：[研究目的] 研究湿度变化引起的不饱和膨胀土中不饱和渗流和裂缝扩展的耦合水力-力学行为。[研究方法] 本文采用耦合的水力-力学模型，结合非局部场论中的周边动力学（PD）方法，模拟湿度变化导致的不饱和膨胀土中的渗流和裂缝扩展。该模型通过PD微分算子推导非线性湿度扩散方程，并将基于键的PD平衡方程结合湿度变化引起的弹性应变效应。[研究内容] 文章首先详细介绍了周边动力学方法的基本原理和数学推导过程，然后描述了模型在不同湿度条件下对不饱和膨胀土的模拟效果。通过数值模拟，研究了土壤体积含水量和孔隙水压力的变化对裂缝扩展的影响。结果表明，湿度变化显著影响了膨胀土的力学行为和裂缝扩展模式，尤其是在土体吸力显著变化的条件下，裂缝扩展速度和路径发生了显著变化。该模型为分析和预测湿度变化引起的不饱和土体中的裂缝扩展提供了有效工具。

2023

发表期刊：Journal of Hydrology

文献导读：[研究目的] 研究间歇性降雨过程中黄土填充坡内部界面的不饱和渗流过程及其机制。[研究方法] 本文采用现场观测和数值模拟相结合的方法，基于Fredlund和Xing模型，分析了间歇性降雨条件下黄土填充坡内部界面的不饱和渗流过程。[研究内容] 文章首先介绍了研究背景，指出在中国延安进行的“沟壑土地整治”项目中，原始黄土坡与黄土填充坡之间的内部界面在间歇性降雨条件下容易引发浅层滑动。通过现场观测，记录了不同降雨条件下坡体内的体积含水量变化，并结合数值模拟分析了渗流过程。研究发现，雨水主要沿内部界面渗透，并在界面中部和黄土填充坡内积水，揭示了界面渗流和水分累积对坡体稳定性的影响机制。结果表明，间歇性降雨显著影响了界面处的不饱和渗流过程，特别是在降雨强度和间隔时间变化时，界面处的渗流路径和速度显著变化，导致不同区域的含水量分布差异显著。

2023

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 提高数值模拟复杂边界渗流问题的准确性和适用性。[研究方法] 本文提出了一种改进的无网格数值流形方法（MNMM），该方法结合了无网格法的节点插值近似和数值流形法的双覆盖特性，以解决传统有限元法在处理复杂边界渗流问题时的网格依赖性和低精度问题。[研究内容] 文章首先介绍了改进的MNMM的基本原理，详细描述了其数学推导过程和数值实现方法。通过一系列数值实验，研究了改进方法在处理不同类型复杂边界渗流问题中的性能表现。结果表明，改进的MNMM在模拟多种奇异性问题的复杂边界渗流时，能够有效提高计算结果的准确性，并验证了该方法的有效性和良好的适用性。研究还探讨了改进的MNMM在不同工况下的数值稳定性和计算效率，为进一步应用于实际工程问题提供了理论和技术支持。

2023

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 研究不饱和土壤在水力-机械耦合条件下的行为。[研究方法] 本文提出了一种两相两点物质点法（MPM），通过将连续体划分为由两组物质点表示的有限子域，模拟不饱和土的水力-机械耦合行为。[研究内容] 文章首先介绍了MPM的基本理论和数学公式，详细描述了该方法在模拟大变形问题中的应用。通过数值模拟，研究了土体在不同湿度和荷载条件下的变形和应力分布，分析了水相和固相的相互作用对土体行为的影响。研究结果表明，该方法在模拟不饱和土壤的复杂行为时具有较高的精度和稳定性，能够有效捕捉土体内部的应力和变形特征。通过对比不同工况下的模拟结果，验证了两相两点MPM方法的有效性和适用性，为进一步研究不饱和土壤的水力-机械耦合行为提供了理论支持和技术保障。

2023

发表期刊：Journal of Hydrology

文献导读：[研究目的] 研究饱和粘土中非线性渗流现象，考虑微观渗流通道的初始水力梯度。[研究方法] 提出了一种新的非线性渗流分形模型，该模型通过求解土-水特征曲线的分形维数，建立了在不同水力梯度下饱和粘土的非线性渗流模型。[研究内容] 文章首先介绍了研究背景，指出现有的非线性渗流模型主要是经验公式，理论预测模型计算复杂且预测性能有待提高。通过数值模拟，研究了不同水力梯度下饱和粘土的渗流速度，验证了所提模型的预测准确性。结果表明，该分形模型在预测高干密度饱和粘土渗流速度方面的精度优于现有模型。

2023

发表期刊：Advances in Water Resources

文献导读：[研究目的] 研究通过倾斜渗流面排出的渗滤现象，旨在改进对坡面和坝体渗流行为的理解。[研究方法] 本文采用二维和一维解析模型以及HYDRUS数值模型，分析了完全饱和和饱和-不饱和条件下的稳定渗流过程。通过Hilbert问题求解，获得了在参考平面内两个全纯函数的解析解。[研究内容] 文章首先介绍了在楔形含水层中发生的稳定渗流，描述了通过倾斜基岩渗流面的排出机制。通过数值模拟和解析方法，展示了流网、压力头、等速面和速度场等标量和向量场的分布，揭示了这些物理量在不同渗流条件下的变化规律和影响因素。结果表明，HYDRUS模拟与解析解在多种渗流情况下吻合良好，验证了模型的有效性。

2023

发表期刊：Computers & Structures

文献导读：[研究目的] 提高剪切强度折减法在无约束渗流条件下分析路堤稳定性的精度。[研究方法] 本文提出了一种优化变体剪切强度折减法，通过近似非关联Mohr-Coulomb塑性模型与关联模型，采用不同的Davis方法。[研究内容] 文章首先介绍了优化框架的基本原理，然后采用有限元法并开发了自适应网格解耦合无约束渗流和稳定性问题。通过在Matlab中开发的内置代码，进行两个数值实例的验证，结果与Plaxis和Comsol Multiphysics商业代码进行对比，证明了所提方法的精度和有效性。

2023

发表期刊：岩土工程学报

文献导读：[研究目的] 研究非饱和渗流现象在地表广泛存在的情况下，其在岩土工程实践中的重要价值，提出通过线性化和无量纲化Richards方程并基于齐次化构造原理对其解析计算的新方法。[研究方法] 使用Gardner指数型土水特征曲线及渗透系数函数，对Richards方程进行线性化及无量纲化处理，并通过数学齐次化构造对线性无量纲化的入渗问题进行等价分解，采用分离变量技术进行解析计算，得到无量纲渗透系数、渗流速率、体积含水量和基质吸力水头的解析表达式。[研究内容] 文章选取典型土层作为研究对象，分析土层在地表入渗速率突增情况下的渗流演变规律。通过数值模拟，研究了湿润峰向土层深处移动速度随时间逐渐减慢的过程，并揭示了粗粒土饱和渗透系数对非饱和渗流由稳态发展到再次稳态的显著影响。研究表明，距离地表越近，渗流速度增大到稳态所需时间越短；距离地表越远，渗流速度响应地表边界作用的时间越晚。

2023

发表期刊：重庆交通大学学报(自然科学版)

文献导读：[研究目的] 研究不同降雨条件下非饱和土边坡的稳定性，特别是在渗流-应力耦合作用下的稳定性变化。[研究方法] 使用Geo-Studio有限元数值分析软件，分别在考虑和不考虑渗流-应力耦合作用的情况下，对非饱和土边坡的有效应力和孔隙水压力进行对比分析。 [研究内容] 文章首先介绍了降雨是诱发边坡失稳的重要因素，指出降雨强度越大、时间越长，边坡稳定性越低。在耦合分析中，渗流-应力耦合作用使得表层孔隙水压力上升速度及土体基质吸力消散速度加快，土体强度降低，耦合分析得到的安全系数比非耦合分析的小。研究发现，降雨强度越大，雨水下渗速度越快，边坡稳定性安全系数下降速度越快；降雨持续时间越长，降雨入渗影响深度增加，边坡稳定性安全系数越低。不同类型降雨对边坡稳定性也有显著影响，前锋型降雨作用下边坡稳定性安全系数下降最快，其次是均匀型降雨，最后是后锋型降雨。

2022----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2022

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 研究地震后降雨作用下非饱和边坡的渗流和变形行为，以评估其稳定性。[研究方法] 使用有限元法对边坡进行数值模拟，考虑地震引起的塑性模量减少和渗透性变化。通过引入震损概念，描述地震引起的裂缝及其对渗透性的影响，并进行水力-力学耦合分析。[研究内容] 文章首先介绍了研究背景，强调地震损伤对边坡稳定性的影响。通过数值模拟研究地震后降雨条件下边坡的渗流和变形行为，分析孔隙水压力、应力路径、边坡变形和土体位移。研究发现，地震损伤显著影响了降雨后边坡的滑移面，使得剪切模量减小的土体进一步变形，导致更严重的滑坡。结果显示，地震损伤应纳入降雨诱发滑坡的分析中，以准确评估其影响。

2022

发表期刊：Journal of Hydrology

文献导读：[研究目的] 探讨土壤盐分和密度对非饱和分散性土渗流特性的影响。[研究方法] 采用实验室定水头渗流试验和Hydrus-1D数值模拟相结合的方法，研究不同初始土壤可溶盐含量（0%, 0.3%, 1.0%, 2.0%）和干密度（1.44, 1.53, 1.62 g/cm³）对渗流行为的影响。[研究内容] 文章首先介绍了非饱和分散性土的渗流背景及其在水利工程中的重要性。通过实验室试验，分析了不同盐分和密度条件下的渗透系数变化，并采用Hydrus-1D模拟验证实验结果。结果表明，盐分和密度对渗透系数有显著影响，高盐分和高密度条件下渗透系数显著降低。数值模拟结果与实验数据吻合良好，验证了研究方法的有效性，为实际工程应用提供了科学依据。

2022

发表期刊：Computational Particle Mechanics

文献导读：[研究目的] 研究通过离散元法（DEM）模拟多孔介质中的非饱和渗流过程，探索颗粒与流体之间的相互作用以及渗流对土体变形的影响。[研究方法] 提出了一种新的混合离散-连续数值方法，该方法结合了离散元法和连续介质力学的优点，通过显式地模拟颗粒接触和流体流动，实现对多孔介质中渗流行为的准确预测。[研究内容] 文章首先介绍了现有渗流模型的不足，指出传统方法在处理多孔介质渗流时的局限性。接着，详细描述了混合离散-连续方法的基本原理和数学模型，并结合具体算例对模型进行了验证。通过数值模拟，分析了不同颗粒分布和渗流条件下的流网、压力头、等速面和速度场等标量和向量场的分布。研究结果表明，所提方法在模拟多孔介质中的非饱和渗流行为时具有较高的精度和稳定性，能够有效捕捉颗粒和流体间的复杂相互作用。

2022

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 提出一种适用于非饱和土高非线性渗流过程的网格尺寸和时间步长选择标准，以确保有限元法(FEM)计算结果的收敛性和准确性。[研究方法] 通过理论推导得出关键网格尺寸和时间步长的概念框架，并提出预测关键网格尺寸和时间步长的公式。进行数值模拟验证所提出方法的有效性。[研究内容] 文章首先介绍了非饱和土渗流过程的复杂性，指出在高非线性条件下，传统的网格尺寸和时间步长选择方法存在局限。接着，推导了用于确定关键网格尺寸和时间步长的公式，通过数值模拟验证了这些公式的准确性。数值实验结果表明，所提出的方法能够显著提高计算的收敛性和精度，为实际工程应用提供了可靠的技术支持。

2022

发表期刊：Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering

文献导读：[研究目的] 研究通过渗流引起的非饱和/饱和多孔介质内部侵蚀和失效的机理和预测方法。[研究方法] 提出了一个五相方法，结合平滑粒子流体动力学（SPH）框架，用于模拟和预测多孔介质中因渗流引起的内部侵蚀和失效过程。该方法通过数值模拟结合实验数据进行验证，并应用于复杂的流-变形耦合问题。[研究内容] 文章首先介绍了渗流引起的内部侵蚀在工程中的重要性，描述了五相模型的基本理论和SPH方法的应用原理。通过一系列数值模拟，展示了该方法在预测非饱和和饱和多孔介质内部侵蚀和失效中的效果，揭示了不同条件下的流动路径、压力分布和颗粒运动规律。研究结果表明，该五相方法能够有效模拟内部侵蚀的全过程，为实际工程提供了可靠的预测工具。

2022

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：[研究目的] 研究快速水位变化对边坡稳定性的影响，提出一种耦合瞬态饱和-非饱和渗流和极限平衡分析的方法。[研究方法] 使用数值模型模拟饱和和非饱和条件下的瞬态渗流，并结合极限平衡法分析边坡稳定性。模型中考虑了水位快速变化导致的孔隙水压力变化，并对不同类型土壤边坡进行了案例研究。[研究内容] 文章首先介绍了快速水位变化对边坡稳定性影响的研究背景，指出传统方法在处理此类问题时的局限性。然后，详细描述了耦合瞬态渗流和极限平衡分析方法的数学模型和数值实现过程。通过对均质和非均质土壤边坡的数值模拟，验证了该方法的有效性。结果表明，水位快速变化引起的孔隙水压力变化显著影响边坡稳定性，特别是在非饱和土壤条件下。研究发现，新方法在评估饱和和非饱和土壤边坡稳定性时，具有较高的准确性和可靠性，为边坡工程设计和安全评估提供了理论支持。

2022

发表期刊：Journal of Hydrology

文献导读：[研究目的] 研究基于分形理论的土坝渗透系数模型，分析饱和-非饱和条件下的渗流行为，并验证其准确性。[研究方法] 采用有限元模型（FEM），使用扫描电子显微镜（SEM）图像处理技术，提出新的饱和分形渗透模型，估算核心材料的饱和渗透系数，并与传统和分形模型结果进行比较。[研究内容] 文章首先对Gale Chay大坝进行了稳态渗流分析，验证了分形模型的有效性。结果表明，估算的饱和渗透系数与实测值吻合良好，并在不饱和渗流分析中取得了更高的准确性。采用估算的最大、最小和平均分形渗透系数，进行的饱和渗流分析结果与观察到的渗流相对误差分别为15.6%、8%和10.8%，在安全和经济方面均具有良好表现。不饱和分形模型比传统模型更可靠，是估算非饱和渗透系数的可行替代方案。

2022

发表期刊：Geomechanics for Energy and the Environment

文献导读：[研究目的] 研究非饱和土体的力学行为，并探讨材料点法（MPM）在模拟这些行为中的应用。[研究方法] 本文回顾了材料点法的基本原理及其在非饱和土体中的应用，讨论了现有方法的优缺点，并提出了一种改进的计算框架。通过数值模拟，分析了不同工况下土体的变形和渗流行为。[研究内容] 文章首先介绍了材料点法的基本概念及其在地质工程中的应用，然后详细描述了MPM在模拟非饱和土体中的具体步骤和计算过程。通过多个算例，研究了降雨引发的滑坡及其物质滑移路径、速度场和位移场，揭示了滑坡的滑移模式和最终堆积形态。文章还探讨了材料点法在处理大变形和多相流动问题中的优势，并提出了进一步优化和改进的方法。

2022

发表期刊：Catena

文献导读：[研究目的] 研究降雨入渗对植被覆盖坡面的影响，特别是水力-机械耦合作用下的降雨入渗问题。[研究方法] 本文提出了一种基于Green函数的解析解法，并将其与有限元方法的结果进行对比。结合极限平衡法评估了坡面的稳定性，并通过参数研究分析了坡度、降雨强度、基于吸力的弹性模量和蒸散速率对压力水头和坡面安全系数的影响。[研究内容] 文章首先介绍了研究背景，指出在实践工程中，部分饱和土坡面水流解析解的重要性。提出了一种新的解析解法，用于降雨入渗植被覆盖的非饱和土坡面。然后，通过数值模拟和参数研究，研究了不同因素对压力水头和安全系数的影响。研究结果表明，坡度越大或降雨强度越大，压力水头和安全系数越低；蒸散速率增加时，压力水头和安全系数增加。新方法简洁且参数输入少，能够有效分析植被坡面的降雨入渗问题。

2022

发表期刊: Journal of Hydrology

文献导读: [研究目的]本文旨在提出一种新的方法来识别心墙堆石坝不饱和渗流模型的参数。[研究方法]采用主成分分析（PCA）和多目标优化方法，结合非支配排序遗传算法II（NSGA-II），以实现参数识别。通过数值模拟和现场监测数据进行验证。[研究内容]文章首先介绍了心墙堆石坝的背景和不饱和渗流问题的重要性，然后详细描述了PCA和NSGA-II在参数识别中的应用。接着，通过一个虚拟模型对所提方法进行了验证，并将其应用于实际工程案例，识别了心墙的不饱和渗流参数，计算了不稳定渗流场。最后，通过数值模拟研究了不同条件下的渗流行为，验证了方法的有效性和可靠性。

2022

发表期刊: Advances in Water Resources

文献导读: [研究目的]本文旨在研究不饱和土壤中动态水势波的传播特性及其对土壤水分运动的影响。[研究方法]采用理论分析和数值模拟相结合的方法，建立了描述动态水势波在不饱和土壤中传播的数学模型。通过对比分析经典的Richards方程和新的波动方程，探讨了水势波的传输机制。[研究内容]文章首先介绍了不饱和土壤水分运动的背景及研究意义，接着详细描述了建立的数学模型及其参数设置。然后，通过数值模拟对不同土壤类型和条件下的水势波传播进行了模拟分析，揭示了水势波在不同时间和空间尺度上的变化特征。最后，讨论了水势波在不饱和土壤中传播的物理机制和影响因素，并提出了未来的研究方向和应用前景。

2022

发表期刊: Journal of Hydrology

文献导读: [研究目的]本文旨在为不饱和土壤中的入渗过程建立耦合水力-力学模型的解析解。[研究方法]通过理论分析和数学推导，构建了一维垂直入渗的耦合水力-力学模型。模型考虑了水分入渗过程中土壤的变形和应力变化，并采用拉普拉斯变换法求解解析解。[研究内容]文章首先介绍了不饱和土壤入渗研究的背景和重要性，接着详细描述了模型的构建过程，包括水力和力学方程的耦合关系。随后，文章通过理论推导得到了两种边界条件下（恒定水头和恒定流量）的解析解，并对其物理意义进行了深入分析。通过数值模拟和实验数据对模型进行了验证，讨论了不同参数对入渗过程的影响。最后，文章提出了该模型在工程应用中的潜力和未来研究方向。

2022

发表期刊：岩土力学

文献导读：[研究目的] 研究在非饱和土渗流问题中的Richards方程，提出一种基于整体校正法和多步预处理的改进迭代法，提高计算效率和收敛率。[研究方法] 使用整体校正法及多步预处理法改进传统的Gauss-Seidel迭代法，提出一种多步预处理的Gauss-Seidel迭代法，并通过数值算例和解析解验证其有效性。[研究内容] 文章首先介绍了非饱和土渗流问题的Richards方程，描述了传统迭代法（如Jacobi迭代、Gauss-Seidel迭代和连续超松弛迭代法）的局限性。接着，提出了一种基于整体校正法的多步预处理Gauss-Seidel迭代法（ICMP(m)-GS），通过一维和二维非饱和渗流算例，对比了该方法与传统迭代法的收敛率和计算效率。结果表明，ICMP(m)-GS方法在收敛率和计算效率上均优于传统方法，特别是在较小的空间步长和较大的时间步长条件下，改进方法的优势更为显著。研究验证了ICMP(m)-GS方法在非饱和土渗流数值模拟中的有效性和高效性，为进一步的工程应用提供了理论支持。

2022

发表期刊：岩土工程学报

文献导读：[研究目的] 提出一种基于非均匀网格的两层网格校正法的改进Picard迭代方法，以提高非饱和土渗流数值模拟的计算效率和收敛率。[研究方法] 结合Chebyshev形式的非均匀网格，提出基于非均匀网格的两层网格校正法，使用MATLAB进行数值模拟，并通过三个非饱和渗流算例验证其数值精度、收敛率和加速效果。[研究内容] 文章首先介绍了Richards方程在非饱和土渗流中的应用，指出传统Picard方法在均匀网格下的数值难点。接着，提出了一种基于非均匀网格的两层网格校正法，并详细描述了其数学推导和数值实现过程。通过三个非饱和渗流算例，分别验证了改进方法在不同网格节点数和时间步长条件下的数值精度和计算效率。结果表明，改进方法在较少离散节点数下获得了较高的数值精度，并显著提高了计算效率，特别是在极端干燥条件下。研究验证了改进方法在非饱和渗流数值模拟中的有效性和优越性，为进一步工程应用提供了理论支持。

2022

发表期刊：岩土工程学报

文献导读：[研究目的] 研究非饱和土在全吸力范围内的水力渗透系数，以提高渗流模拟的精度和可靠性。[研究方法] 将非饱和土的吸力范围分为毛细水渗流主导区、膜态水渗流主导区和气态水渗流主导区，分别分析不同形态水分在非饱和土体中的迁移规律，并推导相应的渗透系数计算公式。[研究内容] 文章首先介绍了现有非饱和土渗透系数计算模型的不足，指出传统模型在高吸力区的计算结果与试验数据差异显著。通过理论分析和实验研究，将非饱和土中的水分迁移划分为毛细水、膜态水和气态水三种形式，分别推导了这三种水分的渗透系数公式。具体而言，毛细水渗透系数通过修正的毛细模型计算，膜态水渗透系数通过基于球体假设的水膜迁移模型计算，气态水渗透系数通过考虑气体在孔隙中的迁移规律计算。最终，综合三种渗透系数，提出了全吸力范围内的非饱和土水力渗透系数计算方法，并通过数值模拟和实验数据验证了该方法的准确性和适用性。

2021----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2021

发表期刊: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering

文献导读: [研究目的]本文旨在提出一种适用于不饱和多孔介质中各向异性扩散瞬态渗流的通用光滑粒子流体动力学（SPH）框架。[研究方法]采用SPH方法，建立了一个新的数学模型，通过考虑各向异性扩散，推导了二阶导数的近似公式。模型通过数值模拟验证了其有效性和稳定性。[研究内容]文章首先介绍了SPH方法在处理不饱和多孔介质渗流问题中的优势和挑战。接着，详细描述了模型的数学推导过程和算法实现步骤。通过多个数值算例，展示了该方法在模拟不同边界条件和渗流环境下的适用性和准确性。最后，文章讨论了模型在实际工程应用中的潜力，特别是在水资源管理和土壤污染控制领域的应用前景。

2021

发表期刊: Computers and Geotechnics

文献导读: [研究目的]本文提出了一种用于模拟不饱和土壤中两相动态行为的材料点法（MPM）模型，旨在改进现有方法在处理复杂地质环境中的精度和稳定性。[研究方法]采用两相MPM模型，考虑土壤中的固体相和液体相，通过引入平衡方程和质量守恒方程来模拟各相之间的相互作用。模型采用广义插值材料点法（GIMP）进行离散化，并通过数值算例验证其有效性。[研究内容]文章首先介绍了MPM方法及其在地质工程中的应用背景，接着详细描述了两相MPM模型的理论基础和数值实现过程。通过多个数值模拟案例，包括不同初始条件和边界条件下的渗流和变形行为，验证了模型在处理不饱和土壤中渗流问题时的精度和稳定性。最后，讨论了模型在实际工程应用中的潜力，并提出了未来的研究方向。

2021

发表期刊: Computers and Geotechnics

文献导读: [研究目的]本文旨在通过建立一个二维耦合流体-颗粒数值模型，研究饱和颗粒土壤在嵌入板桩周围的渗流破坏机制，并且在建模过程中不引入宏观假设。[研究方法]采用了离散元法（DEM）和格子Boltzmann方法（LBM）的耦合方法，对嵌入板桩周围的颗粒土壤渗流行为进行模拟。通过对颗粒和流体相互作用的精确建模，实现了对渗流破坏过程的详细描述。[研究内容]文章首先介绍了模型的理论基础和数值实现方法，详细描述了颗粒和流体间的相互作用机制。通过数值模拟，研究了不同条件下的渗流路径和破坏模式，揭示了颗粒运动和孔隙压力变化对渗流破坏的影响。最后，文章通过对比实验结果和数值模拟结果，验证了模型的准确性和可靠性，并提出了模型在工程应用中的潜力。

2021

发表期刊: Journal of Hydrology

文献导读: [研究目的]本文旨在提出一种用于描述上下两层土体系统的固结过程的孔弹性理论，上层为不饱和土壤，下层为饱和土壤，且边界条件为完全透水。[研究方法]研究采用了一维固结理论，利用Biot的孔弹性理论对两层系统的固结行为进行建模。通过拉普拉斯变换方法获得解析解，并使用数值模拟进行验证。[研究内容]文章首先介绍了上下两层土体系统的背景及重要性，接着详细描述了模型的理论基础和数学推导过程。随后，通过数值模拟对不同初始条件和参数设置下的固结行为进行了研究，揭示了固结过程中孔隙水压力和土体变形的变化规律。最后，讨论了模型的应用潜力及其在工程实践中的意义。

2021

发表期刊: Finite Elements in Analysis and Design

文献导读: [研究目的]本文旨在开发一种用于瞬态和非约束渗流分析的时空有限元方法，以提高计算精度和效率。[研究方法]研究采用了移动网格类型的有限元方法，基于时间不连续Galerkin时空有限元方法（ST/FEM）。该方法通过求解饱和区域内的渗流问题，以压力为主要未知数进行建模，并在时空网格上实现求解。[研究内容]文章首先介绍了研究背景和现有方法的局限性，接着详细描述了ST/FEM的数学模型和数值实现。通过多个数值算例，包括不同初始和边界条件下的渗流模拟，验证了该方法在处理瞬态和非约束渗流问题上的准确性和有效性。最后，文章讨论了方法的工程应用潜力，并提出了未来研究方向。

2021

发表期刊: Bulletin of Engineering Geology and the Environment

文献导读: [研究目的]本文旨在通过数值模拟研究降雨入渗对膨胀性路基边坡的影响，揭示其稳定性变化规律。[研究方法]采用有限元方法（FEM），构建了一个考虑不饱和-饱和渗流和湿润引起的膨胀变形的数值模型。通过实验室模型试验验证了算法的准确性，并通过数值模拟分析不同降雨条件下边坡的变形和失稳模式。[研究内容]文章首先介绍了膨胀性土壤的特点及其在工程中的挑战，然后详细描述了数值模型的建立过程，包括土体的物理力学参数、边界条件和初始条件设置。通过模拟不同强度和持续时间的降雨情景，研究了降雨入渗对边坡孔隙压力、位移场和应力场的影响，揭示了膨胀土边坡在降雨条件下的失稳机制。最后，提出了优化边坡稳定性的工程措施和建议。

2021

发表期刊: Journal of Hydrology

文献导读: [研究目的]本文旨在提出一种新的有限解析方法（FAM），用于分析分层土壤中的一维垂直非饱和流，以解决高度非线性Richards方程的数值模拟问题。[研究方法]研究采用有限解析方法，通过对Richards方程进行数学变换，构建了一个稳定且高效的数值解法。该方法通过数值实验进行验证，比较了不同方法的精度和稳定性。[研究内容]文章首先介绍了现有数值方法在处理非饱和流问题中的局限性，然后详细描述了FAM的数学基础和数值实现步骤。通过模拟不同土层结构和初始条件下的垂直非饱和流，验证了该方法的准确性和有效性，揭示了分层土壤中水分运移的规律和特征。最后，文章讨论了该方法在工程实践中的应用潜力和进一步研究方向。

2021

发表期刊: Transportation Geotechnics

文献导读: [研究目的]本文旨在研究隧道周围颗粒土中埋深和颗粒尺寸分布对渗流侵蚀的影响。[研究方法]采用计算流体动力学和离散元法（CFD-DEM）耦合方法，进行五组数值模拟，分析不同埋深和颗粒尺寸分布下的渗流侵蚀行为。通过对细颗粒流失模式、地表垂直位移、应力重分布、孔隙水压力等参数的研究，揭示渗流侵蚀过程中的土体力学性质变化。[研究内容]文章首先介绍了饱和粉砂中细颗粒通过隧道接缝迁移并引发渗流侵蚀的问题，然后详细描述了数值模拟的方法和步骤。通过模拟结果，研究了不同埋深和颗粒尺寸分布对侵蚀区、地表沉降和应力重分布的影响，发现随着埋深和颗粒尺寸比的增加，细颗粒流失、侵蚀区和地表沉降也随之增加。此外，细颗粒流失引起的应力重分布导致隧道周围土体的强度和刚度显著降低。研究结果为理解隧道渗流侵蚀的力学机制提供了新的视角，并提出了渗流侵蚀防治的建议。

2021

发表期刊: Bulletin of Engineering Geology and the Environment

文献导读: [研究目的]本文旨在研究三峡库区滑坡滑动面土的不饱和蠕变行为，并建立相应的蠕变模型。[研究方法]采用了不饱和三轴蠕变试验，对不同基质吸力条件下的滑动面土进行实验研究。通过实验结果，推导了扩展的Burgers蠕变模型，并验证了模型的合理性。[研究内容]文章首先介绍了三峡库区滑坡背景以及滑动面土在降雨入渗和水位波动条件下的不饱和状态变化。然后，详细描述了不饱和三轴蠕变试验的实验装置、试验步骤和参数设置。通过对实验数据的分析，提出了基于基质吸力-应变-时间的蠕变模型，解释了滑动面土在不同应力水平和基质吸力下的蠕变行为。最后，验证了模型的预测精度，并探讨了模型在滑坡预测和防治中的应用前景。

2021

发表期刊: Acta Geotechnica

文献导读: [研究目的]本文旨在提出一种广义的近似解析解，用于分析不饱和土壤中的水平入渗行为。[研究方法]采用改进的泛函极值法，基于平稳作用原理，建立了水平入渗的解析解。该方法无需预先假设水分扩散函数的形式，通过时间函数考虑水分扩散过程。[研究内容]文章首先介绍了水平入渗研究的背景和重要性，然后详细描述了解析解的推导过程，包括水分扩散方程和边界条件的设定。通过对比不同土壤类型和初始条件下的数值模拟结果，验证了该方法的准确性和有效性。研究结果表明，该方法能够有效预测不同条件下的水分入渗曲线，为工程应用提供了理论基础。最后，讨论了方法的适用范围及未来研究方向。

2021

发表期刊: Computers and Geotechnics

文献导读: [研究目的]本文旨在开发一种新的耦合热-水-力学（THM）有限元（FE）公式，用于分析不饱和土壤，并提出一种有效的非线性求解策略。[研究方法]研究采用了一种新的迭代修正方法，该方法基于Newton-Raphson算法，用于解决耦合瞬态问题中的非线性求解。模型考虑了温度变化对不饱和土壤行为的影响，包括蒸汽流动和密度变化。[研究内容]文章首先介绍了THM耦合的理论基础，详细描述了公式推导过程和假设条件。通过数值模拟，对压实膨润土实验进行了验证，模拟结果与实验数据吻合良好，证明了所提方法的有效性和准确性。该研究不仅提高了非线性求解过程的效率，还为工程应用提供了新的思路。最后，讨论了该方法在实际工程中的应用潜力，并提出了进一步优化的方向。

2021

发表期刊: Acta Geotechnica

文献导读: [研究目的]本文旨在提出一种双层材料点方法（MPM），用于模拟不饱和土壤中的土-水相互作用及降雨诱发的边坡失稳。[研究方法]采用双层材料点方法，建立了一个耦合水力-力学模型，以模拟自由水在不饱和土壤中的渗入过程。该方法通过数值算例验证其有效性，包括边坡在降雨条件下的失稳过程。模型考虑了土壤和水相的相互作用，并采用广义插值材料点方法（GIMP）进行数值离散化。[研究内容]文章首先介绍了深圳滑坡的背景及其灾害情况，然后详细描述了MPM的基本原理及其在滑坡模拟中的应用。通过数值模拟，研究了滑坡物质的滑移路径、速度场和位移场，揭示了滑坡的滑移模式和最终堆积形态。最后，通过模拟结果与实验数据的对比，验证了该方法在处理不饱和土壤降雨入渗问题上的准确性和有效性，为工程实践提供了理论依据。

2021

发表期刊: Acta Geotechnica

文献导读: [研究目的]本文旨在开发一种新的二维混合裂隙-孔隙渗流模型，并研究其在裂隙多孔介质中的水力-力学耦合效应。[研究方法]研究基于有限离散元方法（FDEM）框架，建立了一个包含三角形单元中未断裂接缝元素的孔隙渗流模型以及断裂接缝元素中的裂隙渗流模型。该模型通过数值模拟验证其有效性，并通过设置合理的流体交换系数，实现裂隙与孔隙之间的流体相互作用。[研究内容]文章首先介绍了研究背景和现有方法的局限性，接着详细描述了模型的数学推导过程和数值实现方法。通过多个算例验证了模型的准确性和可靠性，结果显示新模型在模拟裂隙多孔介质中的流体流动和应力分布方面具有显著优势。最后，文章讨论了模型在工程实践中的应用前景，尤其是在预测和控制渗流诱发的地质灾害方面的潜力。

2021

发表期刊：中南大学学报(自然科学版)

文献导读：[研究目的] 研究通过改进的SOR迭代法，提高一维非饱和土渗流问题数值模拟的计算效率和收敛速度。[研究方法] 通过对一维Richards方程进行线性化处理，采用有限差分法进行离散化，提出预处理超松弛迭代法(P-SOR)和红黑排序超松弛迭代法(RB-SOR)，并与传统的Gauss-Seidel(GS)和SOR迭代法进行比较。[研究内容] 文章首先介绍了研究背景，指出极端天气条件下降雨入渗对边坡稳定性分析和滑坡预测的重要性。通过数值模拟，分别对稳态和瞬态渗流问题进行了研究，验证了改进方法在不同网格长度和时间步长条件下的收敛率和计算效率。结果表明，P-SOR和RB-SOR方法均显著提高了迭代收敛速度和计算效率，尤其是P-SOR方法在较细网格条件下表现出更高的数值精度和稳定性。研究为地下水渗流数值模拟提供了新方法和理论支持。

2021

发表期刊：东南大学学报（自然科学版）

文献导读：[研究目的] 研究基于概率统计理论测算非饱和土渗透系数，以提高对非饱和土渗透特性的理解和计算精度。[研究方法] 通过非饱和土的孔径分布函数（PSDF）和土水特征曲线（SWCC），对非饱和土截面上各组孔隙进行归组分析，讨论不同孔隙连接情况下允许水流通过的有效面积，最终推导出非饱和土渗透系数的数学表达式。[研究内容] 文章首先介绍了现有非饱和土渗透系数计算模型的不足，指出传统模型在高吸力区的计算结果与试验数据差异显著。通过理论分析和实验研究，将非饱和土中的水分迁移划分为毛细水、膜态水和气态水三种形式，分别推导了这三种水分的渗透系数公式。最终，综合三种渗透系数，提出了全吸力范围内的非饱和土水力渗透系数计算方法，并通过数值模拟和实验数据验证了该方法的准确性和适用性。

2020----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2020

发表期刊: Advances in Water Resources

文献导读: [研究目的]本文旨在开发一种广义插值材料点法（GIMP），用于模拟不饱和土壤中的耦合渗流-侵蚀-变形过程。[研究方法]研究基于混合物理论，将不饱和侵蚀性土壤概念化为三相多组分多孔介质，通过拉格朗日材料点表示。该方法结合了广义插值技术，对流体和固体相的相互作用进行了详细建模和数值模拟。[研究内容]文章首先介绍了深圳滑坡的背景及其灾害情况，然后详细描述了GIMP的基本原理及其在模拟不饱和土壤渗流、侵蚀和变形过程中的应用。通过数值模拟，研究了土壤中不同条件下的渗流路径、侵蚀速率和变形模式，揭示了土壤内部复杂的物理机制。最后，通过实验验证了模型的准确性和有效性，为工程应用提供了理论依据。

2020

发表期刊: Acta Geotechnica

文献导读: [研究目的]本文旨在研究在稳定不饱和渗流作用下，土体对挡土结构的三维主动土压力分布情况。[研究方法]采用极限分析方法，通过建立三维旋转破坏机制，推导出计算不饱和土主动土压力的解析解。该模型考虑了渗流对土体力学性质的影响，并通过数值模拟验证了模型的准确性。[研究内容]文章首先介绍了土体在挡土结构中的稳定性问题及其工程背景，接着详细描述了建立的三维旋转破坏机制和数学模型。通过对比不同水位条件和土壤类型的模拟结果，分析了渗流对主动土压力的影响，揭示了三维条件下土压力的分布规律和变化趋势。研究表明，考虑三维效应和渗流影响，可以更准确地预测实际工程中的土压力，为工程设计提供了重要参考。

2020

发表期刊: Advances in Water Resources

文献导读: [研究目的]本文旨在研究饱和和非饱和土壤中向沟渠和地形洼地的渗流现象。[研究方法]采用解析法和HYDRUS-2D数值模拟，分析二维和轴对称渗流问题。通过构建线性或点源排水模型，解决不同流动条件下的Cauchy问题，得到水位上升曲线。[研究内容]文章首先介绍了地形洼地渗流的背景和重要性，然后详细描述了解析模型和数值模拟的实现。模拟结果表明，解析解和HYDRUS-2D计算结果匹配良好。该研究还探讨了地球和火星上的实际水文流量评估和古水文地貌重建。

2020

发表期刊: Acta Geotechnica

文献导读: [研究目的]本文旨在开发一种耦合弹塑性损伤渗流-固结模型，用于模拟和分析不饱和原状黄土的变形行为及其在工程中的应用。[研究方法]基于巴塞罗那基本模型，考虑了黄土在加载和崩塌过程中的微观结构演化，建立了不饱和原状黄土的弹塑性损伤模型。通过嵌入该模型到不饱和土壤的渗流-固结理论中，并结合不饱和黄土的水-气迁移规律，开发了一种新的有限元程序。[研究内容]文章首先介绍了不饱和黄土的结构特性及其在工程中的重要性，然后详细描述了新模型的理论基础和数值实现方法。通过对大规模现场浸水试验的模拟，研究了湿润前锋的传播及黄土在自重和水作用下的坍塌变形行为。数值结果显示，湿润前锋呈南瓜形区域传播，自重和缓慢水渗透导致黄土坍塌和垂直位移。随后干燥阶段的垂直位移主要由浅层土体的坍塌和固结沉降引起。模型的数值模拟结果与现场监测数据一致，展示了多场耦合响应在自重坍塌黄土基础中的表现。

2020

发表期刊: Computers and Geotechnics

文献导读: [研究目的]本文旨在研究不饱和土壤覆盖在不可变形结构上时的水力-力学耦合效应。[研究方法]研究采用了一维耦合变形和降雨入渗的解析解，通过分析覆盖层的降雨强度、液压导电率和厚度，揭示了不饱和土壤的响应机制。通过数值模拟验证了理论模型的有效性。[研究内容]文章首先介绍了降雨入渗导致的滑坡及其他地质灾害的背景，随后详细描述了所开发的解析模型和其数学推导过程。研究发现，水入渗与变形之间的耦合在响应过程中起重要作用，尤其在两层结构界面处的孔隙水压力变化显著。研究表明，小脱饱和系数会产生强耦合作用，而底层厚度的变化对不饱和层的水压发展也有显著影响。这些结果为工程设计和地质灾害预防提供了重要的理论依据。

2020

发表期刊: Natural Hazards

文献导读: [研究目的]本文旨在研究降雨条件下渗流对三层边坡稳定性的影响。[研究方法]采用广义极限平衡法（GLE），通过数值模拟分析不同降雨强度和周期下边坡的体积含水量、孔隙水压力和稳定性变化。研究通过模拟不同的降雨情景，包括强度和持续时间，对边坡的渗流场和应力场进行评估。[研究内容]文章首先介绍了研究背景，重点讨论了边坡在强降雨条件下的不稳定性问题。接着，详细描述了GLE方法的数学模型和数值实现过程，通过模拟不同水位条件和土壤类型的渗流路径和失稳模式，揭示了降雨对三层边坡主动土压力和稳定性的影响。研究结果显示，随着降雨强度的增加，边坡的稳定性逐渐下降，尤其是在雨停后的某段时间内，边坡更易发生破坏。该研究为预测和预防降雨引发的边坡失稳提供了理论依据和实际指导。

2020

发表期刊: Bulletin of Engineering Geology and the Environment

文献导读: [研究目的]本文旨在通过物理模型试验研究浅层膨胀土边坡在渗流和变形特性方面的行为，以揭示其在不同水分条件下的失稳机制。[研究方法]采用大型楔形模型箱，模拟南水北调工程中的实际边坡，监测水分含量和膨胀变形情况。实验设置了不同的水分条件，以观察边坡在饱和和非饱和状态下的渗流和变形行为。[研究内容]文章首先介绍了膨胀土边坡失稳的背景和环境因素的影响，接着详细描述了物理模型试验的装置和实验步骤。结果显示，降雨后表层土壤迅速饱和，而深层土壤水分变化不大，渗透深度和饱和区随边坡高度增加而减小。表面位移从坡脚到坡肩逐渐增加，水平位移约为垂直位移的1/3到1/2。研究表明，土壤含水量的增加导致表面变形增大，膨胀效应引起的应力场重新分布是导致浅层膨胀土边坡失稳的主要原因。

2020

发表期刊: Engineering with Computers

文献导读: [研究目的]本文旨在提出一种新的非侵入式方法，用于评估不饱和路堤边坡在考虑土壤水力和剪切强度参数空间变异性的可靠性。[研究方法]研究采用了稳态渗流分析方法，并考虑了土壤-水特征曲线（SWCC）和饱和导水率的拟合参数a和n的空间变异性，以及剪切强度参数。通过将路堤土壤参数建模为对数正态随机场和对数正态随机变量，进行了参数敏感性分析。[研究内容]文章首先介绍了现有的边坡可靠性分析方法的局限性，然后详细描述了新的非侵入式方法的理论基础和计算过程。通过数值模拟研究了不同参数变异性对边坡稳定性的影响，结果表明在考虑土壤参数空间变异性的情况下，新方法能够更准确地预测边坡的失效概率，并为工程实践提供了理论依据。

2020

发表期刊: Engineering Geology

文献导读: [研究目的]本文旨在研究长期水渗透对粉质黄土结构退化的影响。[研究方法]采用了现场采样和实验室测试相结合的方法，进行了一系列长期渗透试验，观察黄土在不同水力条件下的结构变化和力学性质退化情况。通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析黄土的微观结构变化，并结合力学测试结果分析渗透对黄土结构和强度的影响。[研究内容]文章首先介绍了黄土滑坡的背景及其灾害情况，然后详细描述了实验设计和测试方法。通过对不同渗透时间和水力条件下黄土样品的分析，研究了黄土的孔隙结构、颗粒分布和矿物成分的变化，揭示了长期水渗透导致的黄土结构退化机制。实验结果表明，长时间的水渗透显著降低了黄土的抗剪强度和压缩模量，增加了土体的变形和破坏风险。

2020

发表期刊: Engineering with Computers

文献导读: [研究目的]本文旨在研究采用粒子流代码方法（PFC）结合快速拉格朗日连续体分析方法（FLAC）进行土坝渗流行为和控制效果的数值分析和评价。[研究方法]通过考虑土坝材料的不均匀性和渗流发展的时间变化特性，采用PFC和FLAC方法进行数值模拟，分析了不同条件下土坝的渗流行为及其控制效果。通过设置合理的流体交换系数，实现流体和固体相的相互作用。[研究内容]文章首先介绍了土坝工程中渗流问题的背景和重要性，然后详细描述了PFC和FLAC方法的耦合模型建立过程。通过数值模拟，研究了土坝在不同条件下的渗流路径、孔隙水压力和应力场的变化，揭示了渗流对土坝稳定性的影响，并评估了不同渗流控制措施的效果。研究结果表明，采用PFC和FLAC方法可以有效预测和控制土坝中的渗流行为，为工程实践提供了重要的理论依据和技术支持。

2020

发表期刊: Natural Hazards

文献导读: [研究目的] 本文旨在研究断层带渗流路径对突水行为的影响，通过数值模拟来探讨这种影响机制。[研究方法] 使用COMSOL Multiphysics软件建立数值模型，通过考虑不同的渗流路径和高水压条件下的非均匀通道，模拟断层带中的水突现象。模型的边界条件和计算参数基于研究区域的注水试验结果设定。[研究内容] 文章首先介绍了断层带水突问题的背景，接着详细描述了模型的建立过程和参数选择。数值模拟结果显示，在断层带的压缩区，由于断层截面变化，渗流速度较高，水的势能增加，这些区域的水突现象更为严重。此外，来自水源的高水压对水体流速也有显著影响。研究结果表明，低渗透性和不透水的裂隙流体介质在控制水突严重性方面起着关键作用。

2020

发表期刊：Advances in Water Resources

文献导读：[研究目的]研究异质非饱和土壤的大尺度流动和传输性质。[研究方法]生成几何各向同性和各向异性的随机异质土壤样品，并进行数值模拟非饱和流动，分析宏观有效不饱和导电性。[研究内容]文章介绍了通过生成空间相关的随机场参数来模拟异质土壤。使用数值模拟方法，对每个随机异质土壤样品进行了非饱和流动模拟，并获得了宏观有效导电性的主要分量Kii(Ψ)。这些结果与随机谱扰动理论和半经验功率平均模型(PAM)进行了比较，发现PAM与数值上升的导电曲线匹配良好，优于传统的算术、几何和调和平均。此外，文章还进行了瞬态溶质传输模拟，分析了溶质浓度的时空演变，以表征非饱和浓度羽的宏观对流和弥散特性，尤其是宏观弥散系数(D)和弥散长度(A)。

2020

发表期刊：Soils and Foundations

文献导读：[研究目的]研究非饱和土壤在吸水压缩过程中的力学行为以及土-水-空气耦合弹塑性有限变形分析。[研究方法]文章采用三轴试验对非饱和土壤进行水吸收压缩测试，结合土-水-空气耦合弹塑性有限变形模型进行数值分析。通过实验与模拟结合的方法，深入探讨土壤在吸水过程中的变形和强度特性。[研究内容]文章首先介绍了非饱和土壤在工程中的重要性及其复杂的力学行为，然后详细描述了三轴试验设备的改进及其在非饱和土壤测试中的应用。通过一系列三轴试验，测定了不同水分条件下土壤的变形和强度参数，分析了吸水压缩过程中的土壤应力-应变关系。随后，利用弹塑性有限变形模型进行数值模拟，验证实验结果并预测土壤在不同初始条件下的力学行为。研究结果显示，非饱和土壤的吸水过程对其变形和强度有显著影响，土-水-空气耦合模型能够较好地模拟这种复杂的力学行为。

2020

发表期刊：岩土工程学报

文献导读：[研究目的] 研究地下水在非饱和土体中的输运过程及渗流特性，提出一种基于分数阶导数的渗流模型。[研究方法] 文章首先从反常扩散方程的角度分析地下水在非饱和土中的输运过程，引入Conformable导数。然后，采用全隐式有限差分法求解渗流方程离散格式，并对迭代矩阵进行求解。最后，根据已有论文的试验数据验证了渗流模型的有效性，并对公式中的参数进行了敏感性分析。[研究内容] 文章介绍了非饱和土渗流过程的复杂性，指出传统的Darcy定律和Richards方程在描述非饱和土中的反常扩散现象时存在局限。通过引入分数阶导数，研究了非饱和土中的反常扩散过程，并提出了适用于这种情况的分数阶渗流模型。采用MATLAB进行数值模拟，将数值解与实验数据进行对比，验证了模型的有效性。研究结果表明，新模型能够更好地描述地下水在非饱和土中的输运过程，尤其在反常扩散现象显著的情况下。

2020

发表期刊：岩土工程学报

文献导读：[研究目的] 提出一种新的非饱和土非线性强度准则，考虑土体破坏过程中抗拉强度的部分剪断，并分析不同降雨条件下的非饱和土边坡稳定性。[研究方法] 基于Fredlund强度理论，提出抗拉强度包线部分截断的非饱和土非线性强度准则（C-F准则）。通过建立无限边坡在稳定渗流作用下的分析方法框架，研究抗拉强度剪断和渗流作用对边坡稳定性的影响，并给出非线性强度包线下安全系数的求解方法。[研究内容] 文章首先介绍了经典的Mohr-Coulomb强度准则及其在非饱和土边坡稳定性分析中的应用，指出其在处理抗拉强度时的局限性。然后提出了新的C-F准则，允许在土体破坏过程中产生剪切破碎。通过数值模拟，研究了抗拉强度剪断对不同渗流条件下边坡稳定性的影响。结果表明，与Fredlund强度准则相比，C-F准则所得安全系数有所降低，尤其是在高陡非饱和土边坡中，降雨引起的渗流作用会显著降低边坡的稳定性。该研究为非饱和土边坡的安全评价提供了新的理论依据。

2019----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2019

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发和实现一个完全耦合的水力-机械模型，以分析在水力和机械载荷下非饱和土壤的行为。[研究方法] 研究采用有限元方法，构建了一个耦合的水力-机械模型，该模型考虑了非饱和土壤中的孔隙空气和孔隙水的相互作用以及土壤固体的变形。模型的实现包括利用计算机编程和数值仿真技术，以便在不同的水力和机械条件下进行土壤分析。[研究内容] 文章首先介绍了模型的理论基础，包括基本方程和边界条件的设定。然后，详细描述了有限元实现过程和数值仿真步骤。接下来，通过数值实验，验证了模型的有效性，研究了不同水力和机械载荷条件下非饱和土壤的响应。数值模拟结果展示了土壤孔隙压力、变形以及水分迁移的变化情况，为理解非饱和土壤在复杂载荷条件下的行为提供了重要依据。

2019

发表期刊：Engineering Analysis with Boundary Elements

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发一种基于数值流形法的三维非饱和渗流模型，用于分析土-岩混合物中的非约束渗流行为。[研究方法] 研究采用数值流形法（NMM），通过构建流形单元的水力势函数，推导出单元导电矩阵和全局联立方程，并给出了自由面定位算法和渗透力公式。模型中使用了四面体数学网格覆盖整个材料体积，并通过迭代过程定位自由面。[研究内容] 文章首先介绍了土-岩混合物中非约束渗流的背景和重要性，然后详细描述了数值流形法的基本原理和实现步骤，包括导电矩阵的推导、自由面定位算法和渗透力计算公式。接下来，通过数值模拟研究了不同水力条件下的渗流路径、速度场和压力分布，验证了模型的准确性和有效性。研究结果显示，该模型能够有效模拟土-岩混合物中的非饱和渗流行为，为进一步研究提供了重要的理论基础和技术支持。

2019

发表期刊：Journal of Hydrology

文献导读：[研究目的] 本研究旨在提出一种有效的数值方法，用于分析包含裂隙网络和排水孔的岩体中的非饱和渗流行为。[研究方法] 研究采用三维有限元方法，通过嵌入零厚度单元模拟裂隙，并将排水孔解释为线性单元，求解非饱和流动的Richards方程。通过构建流体势函数和导电矩阵，推导出全局联立方程，并开发了一种自由面定位算法。[研究内容] 文章首先介绍了非饱和渗流问题的背景和挑战，详细描述了数值方法的基本原理和实现步骤，包括零厚度单元和线性单元的建模、导电矩阵的推导以及自由面定位算法。接下来，通过数值模拟研究了不同裂隙网络和排水孔分布对岩体水力特性的影响，验证了所提出方法的准确性和有效性。研究结果表明，该方法能够有效地模拟复杂裂隙岩体中的非饱和渗流行为，为岩体渗流分析提供了新的工具和思路。

2019

发表期刊：Engineering Geology

文献导读：[研究目的] 本研究旨在建立一个分析框架，以确定非饱和土壤在瞬态流动条件下的土压力分布。[研究方法] 研究采用解析方法，基于非饱和土壤的特性，推导了瞬态静止、主动和被动土压力的分布。研究通过参数化研究，分析了不同土壤类型（如粘土、粉土和细砂）在不同流动条件下的土压力变化情况。[研究内容] 文章首先介绍了非饱和土壤中土压力问题的背景，接着详细描述了研究方法，包括基于非饱和土壤特性的解析方法以及土压力分布的推导过程。然后，通过参数化研究，展示了不同类型土壤在瞬态流动条件下的静止、主动和被动土压力分布情况，为工程实践中土压力的评估提供了理论依据。

2019

发表期刊：International Journal of Transportation Science and Technology

文献导读：[研究目的] 本研究旨在研究在移动荷载作用下非饱和渗透沥青路面的动态响应特性。[研究方法] 采用三维有限元模型，基于非饱和渗流理论建立了包含水-空气-力耦合的沥青路面模型，分析了不同条件下的垂直应力、横向应力、孔隙水压力和垂直位移响应。[研究内容] 文章首先介绍了降雨过程中沥青路面层通常不饱和的情况，然后详细描述了数值模型的建立过程和各类参数设置。通过对比饱和和非饱和条件下的路面响应，研究发现非饱和沥青路面的最大横向应力约为200 kPa，而饱和沥青路面约为300 kPa。最大孔隙水压力分别为56.67 kPa和较低的数值，位移变化在上层区域更为显著。研究表明，在饱和条件下沥青路面更易发生结构损伤，因此保持路面排水良好对于延长路面使用寿命非常重要。

2019

发表期刊：Computers & Mathematics with Applications

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过等几何分析方法解决非饱和渗流问题，特别是处理自由边界的动态变化。[研究方法] 采用等几何分析（IGA）技术，利用NURBS函数精确表示几何边界，并通过迭代算法求解非饱和渗流的控制方程，得到自由面的位置及渗流场的分布。[研究内容] 文章首先介绍了等几何分析的基本原理及其在渗流问题中的应用背景。然后，详细描述了模型的建立过程，包括控制方程的推导、边界条件的设定以及数值算法的实现。接着，通过数值算例验证了方法的有效性，分析了不同条件下自由面的变化情况及渗流场的动态响应。研究结果显示，IGA方法在处理复杂几何和自由边界问题上具有显著优势，能够提供高精度的渗流场分布，为岩土工程中的渗流分析提供了新的工具和方法。

2019

发表期刊：Bulletin of Engineering Geology and the Environment

文献导读：[研究目的] 本研究旨在考虑水力和剪切强度参数，进行渗透条件下非饱和土坡稳定性的可靠性分析。[研究方法] 研究采用空间随机场和贝叶斯方法，通过非侵入式随机有限元方法，对非饱和土坡在降雨入渗过程中的稳定性进行概率分析。通过对土体水力参数和剪切强度参数的空间变异性进行建模，分析其对边坡失稳的影响。[研究内容] 文章首先介绍了非饱和土坡稳定性分析的背景，重点描述了在渗透条件下考虑水力和剪切强度参数变异性的必要性。随后，详细阐述了采用的随机场模型和贝叶斯方法，并通过数值模拟和算例验证了该方法的有效性。研究结果表明，不同土力学参数的空间变异性对边坡稳定性有显著影响，揭示了降雨强度、持续时间及土壤水分特征曲线对边坡失稳的关键作用，为边坡防护设计提供了可靠依据。

2019

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值方法和实验研究分析海啸引起的非饱和土层孔隙水压力响应，以提高对海啸作用下土层行为的理解。[研究方法] 研究采用了数值模拟和实验相结合的方法。数值模拟部分基于非饱和土壤的多相流模型，应用有限元方法建立了土层与海啸相互作用的数学模型；实验部分则通过大型波浪水槽实验，模拟海啸对非饱和土层的作用，并测量孔隙水压力的变化情况。[研究内容] 文章首先介绍了海啸对土层的影响背景，然后详细描述了数值模型的构建过程，包括控制方程的推导、边界条件的设置及数值求解方法。接着，通过实验验证数值模型的准确性，研究了不同初始含水率和土壤渗透系数对孔隙水压力响应的影响。数值模拟结果和实验数据表明，海啸作用下非饱和土层的孔隙水压力迅速升高，并在短时间内达到峰值。研究还发现，土壤的初始含水率和渗透性对孔隙水压力的影响显著，低渗透性的土壤更容易产生较高的孔隙水压力。

2019

发表期刊：Transport in Porous Media

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过概率方法研究降雨引发的随机异质非饱和有限边坡的不稳定性。[研究方法] 研究采用有限元方法，将土壤的孔隙度和渗透系数作为随机变量进行建模，并结合蒙特卡洛模拟技术评估边坡失稳的概率。采用非饱和土力学理论，考虑了降雨入渗对边坡稳定性的影响，重点分析了不同初始条件下边坡的失稳机制。[研究内容] 文章首先介绍了研究的背景和目的，详细描述了随机场模型的构建过程以及数值模拟的实现方法。接着，通过数值模拟分析了降雨强度、持续时间和土壤异质性对边坡失稳概率的影响。结果表明，降雨强度和土壤异质性对边坡失稳概率有显著影响，且异质性的增加会显著提高边坡失稳的风险。通过对比不同情景下的模拟结果，研究揭示了边坡在降雨条件下的失稳模式和失稳概率的变化规律，为边坡防护设计提供了理论依据。

2019

发表期刊：Landslides

文献导读：[研究目的] 本研究旨在分析三峡水库周边在不同降雨和水位波动组合下非饱和边坡的稳定性。[研究方法] 研究采用数值模拟方法，建立了考虑降雨入渗和水位波动的三维非饱和渗流模型。通过对边坡土体水力特性和力学特性的模拟，研究了不同降雨强度、降雨持续时间和水位变化速率对边坡稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了三峡水库区域滑坡问题的背景，接着详细描述了非饱和渗流模型的建立过程，包括模型参数的选取和边界条件的设置。随后，通过数值模拟分析了不同工况下边坡的位移、孔隙水压力和应力场的变化。研究结果表明，降雨强度和降雨持续时间对边坡的稳定性有显著影响，而水位波动速率则主要影响边坡的瞬时稳定性。研究还发现，联合考虑降雨和水位波动的情况下，边坡失稳风险显著增加，为三峡水库区域的滑坡防治提供了重要依据。

2019

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在评估在稳定非饱和流条件下，通过桩加固的边坡稳定性。[研究方法] 研究采用有限元方法，结合非饱和土壤的渗流模型，对加固桩在不同工况下的稳定性进行了数值模拟。模型考虑了桩的横向稳定力及土壤的抗剪强度特性，模拟了不同桩距和桩长对边坡稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了研究背景，描述了边坡加固的必要性和桩加固技术的优势。然后，详细描述了数值模拟模型的建立过程，包括边界条件设置和材料参数的选取。通过对比不同工况下的模拟结果，研究分析了加固桩的最佳布置方案及其对边坡稳定性的影响。研究结果显示，桩距和桩长对边坡的抗滑稳定性有显著影响，合理的桩布置可以显著提高边坡的安全系数，为工程实践提供了理论支持。

2019

发表期刊：Agricultural Water Management

文献导读：[研究目的] 本研究旨在模拟浅层地下水位条件下稻田田埂景观中的渗透和横向渗流。[研究方法] 研究采用HYDRUS-2D软件，构建了一个综合模型，量化土壤水分与地下水之间的相互作用。模型通过实验数据验证，考虑了不同的水位和土壤水分条件对渗流路径的影响。[研究内容] 文章首先介绍了研究背景及田埂水分流失问题的重要性。然后详细描述了HYDRUS-2D模型的建立过程及实验验证方法。通过模拟不同水位和土壤水分条件下的渗透和横向渗流路径，研究发现地下水毛细上升对稻田蒸腾量的贡献为26.1%至31.2%，横向渗流是通过田埂水分流失的主要途径。研究结果表明，合理管理田埂的水分流失对提高水资源利用效率具有重要意义。

2019

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：[研究目的] 本研究旨在实现一种全耦合动态分析的水力机械弹塑性本构模型，并通过离心机试验结果进行验证，以更好地理解非饱和土壤在动态条件下的行为。[研究方法] 研究采用了有限元法，构建了一个全耦合的水力机械弹塑性本构模型，考虑了固体骨架位移、孔隙水压力和孔隙气压力作为节点未知量。通过数值模拟和离心机试验，对模型进行验证和校准。[研究内容] 文章首先介绍了模型的理论基础，包括基本方程的推导和边界条件的设定。然后详细描述了数值模拟和离心机试验的实施步骤，尤其是模型参数的选择和试验装置的设计。研究通过对比数值模拟和实验结果，验证了模型在预测非饱和土壤动态响应方面的准确性和有效性。结果显示，该模型能够准确模拟不同水力和机械条件下的非饱和土壤行为，为工程应用提供了重要的理论支持。

2019

发表期刊：岩土力学

文献导读：[研究目的] 为了深入研究非饱和土体在降雨入渗过程中的渗流特性和力学响应。[研究方法] 采用FISH语言编制程序，建立了初始渗流场设置函数、饱和-非饱和渗流分析模块、特殊应力修正模块以及非饱和单元抗剪强度修正模块，通过FLAC3D软件实现了对饱和-非饱和渗流问题的数值模拟和分析。[研究内容] 本文首先介绍了FLAC3D软件的基本功能及其在非饱和土渗流分析中的局限性，接着提出了一种新的流-固耦合模型，并利用FISH语言进行二次开发以实现对非饱和土体渗流场和应力场的精确模拟。通过数值模拟Liakopoulos砂柱排水试验，验证了所提出模型和方法的正确性。最后，通过模拟降雨入渗过程中土质边坡的渗流场、位移场及稳定性演变，研究了降雨诱发边坡失稳的机制。结果表明，基质吸力的降低和渗流场的变化显著影响了边坡的稳定性，提出的方法能够有效揭示降雨诱发边坡失稳的机制，为非饱和土体边坡稳定性分析提供了新的理论和技术支持。

2019

发表期刊：岩土力学

文献导读：[研究目的] 研究非饱和土土-水特征曲线(SWCC)的滞后效应，提出一个基于分形理论的模型来描述这种效应。[研究方法] 引入分形理论，考虑非饱和土孔径及渗流路径的微观分形特性，提出一个用于描述水在非饱和土中渗流的毛细管模型。模型中将非饱和土孔隙简化为一系列具有不同孔径大小的毛细弯管，其孔径大小及弯曲程度假定服从分形规律。在此基础上，推导得了非饱和土的吸湿与脱湿过程的饱和度Se-水头高度h的特征方程以及饱和度Se-相对水力传导系数Kr的特征方程。[研究内容] 文章首先介绍了非饱和土的土-水特征曲线滞后效应的背景，指出微观土颗粒及孔隙分布的非均匀性及由此引起的瓶颈效应是造成这种滞后效应的主要原因。通过与室内观测结果及已有研究对比，证明了该模型在模拟非饱和土土-水特征曲线滞后效应方面的优越性。