第６卷第６期水利科学与寒区工程Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．６２０２３年６月ＨｙｄｒｏＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＣｏｌｄＺｏｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｕｎ．，２０２３项英男．基于非饱和土压强度模型的河道堤防设计关键指标研究［Ｊ］．水利科学与寒区工程，２０２３，６（６）：５８－６０．基于非饱和土压强度模型的河道堤防设计关键指标研究项英男（辽宁天阳工程技术咨询服务有限公司，辽宁沈阳１１０３００）摘要：采用非饱和土压强度计算模型对河道堤防土湿吸力进行计算，并结合土湿吸力现场测定值对模型进行验证。结果表明：非饱和土压强度模型由于可考虑土壤含水率的变化，其土湿系列计算值和原位观测试验值之间误差低于５％，具有较好的计算精度。土湿吸力和含水率呈现负相关性，与土体抗剪强度呈现正相关性。关键词：土湿吸力；非饱和土压强度模型；计算精度验证；河道治理工程中图分类号：ＴＶ８７１文献标志码：Ａ文章编号：２０９６－５４１９（２０２３）０６－００５８－０３收稿日期：２０２３－０１－０４作者简介：项英男（１９８９－），女，辽宁锦州人，工程师，从事河道治理设计工作。Ｅ－ｍａｉｌ：２５２８９２８３２＠ｑｑ．ｃｏｍ。１非饱和土压强度模型土体表层的湿吸力采用非饱和土压强度计算模型进行计算如式（１）：ＰＳ＝（２σ／Ｒ）ｓｉｎ（θ＋φ）／ｓｉｎω（１）式中：ＰＳ为土湿吸力计算值，ＭＰａ；σ为土体法向应力，ＭＰａ；Ｒ为计算土壤颗粒粒径，ｍｍ；θ和φ为土壤含水率和饱和含水率，％；ω为土壤张力系数。土体宏观湿吸力的计算方程如式（２）：Ｓ＝（σ／Ｒ）ｓｉｎ（θ＋φ）（１－ｃｏｓφ）／ｓｉｎφ（２）式中：Ｓ为宏观土湿吸力，ＭＰａ。当土体含水率达到定值时与饱和含水率具有线性相关性，采用式（３）、式（４）对土体颗粒间隙容量进行计算：Ｖ１＝πｒ２·２ｈ（３）２Ｖ２＝２·πｈ２·（Ｒ－ｈ／３）（４）式中：Ｖ１和Ｖ２为土体圆柱和圆球体积，ｍｍ３；ｒ为土体圆柱半径，ｍｍ；ｈ和Ｒ为土体侧面高度和底部半径，ｍｍ。采用式（５）对土体颗粒孔隙体积进行计算：Ｖ＝６πＲ３（１－ｃｏｓφ）２（２ｃｏｓφ＋１）（５）式中：Ｖ为土体颗粒孔隙体积，ｍｍ３。软土地基的含水率采用土体颗粒孔隙体积进行计算如式（６）：ｗ＝１.０·Ｖ／２.７·（４πＲ３／３）（６）对其进行转换计算如式（７）：ｗ＝５１（１－ｃｏｓφ）２（２ｃｏｓφ＋１）／３（７）式中：ｗ为软土地基的含水率，...
