发育两类夹层堆积体的降雨入渗试验研究.pdf

DOI:10.12170/20220402003罗崎峰，唐豪，涂国祥，等.发育两类夹层堆积体的降雨入渗试验研究 J.水利水运工程学报，2023（4）：98-106.（LUO Qifeng,TANG Hao,TU Guoxiang,et al.Experimental study on the rainfall infiltration process in the accumulation with two interlayersJ.Hydro-Science and Engineering,2023（4）:98-106.（in Chinese）发育两类夹层堆积体的降雨入渗试验研究罗崎峰，唐 豪，涂国祥，张 鑫，邱 潇(成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059)摘要:为研究不同组分夹层对降雨入渗的影响及堆积体内部雨水的运移差异与分布特征，以四川汉源九襄地区深厚堆积体为例，对其内部发育的黏土夹层和碎块石夹层展开现场调查，通过设计两类夹层的两组室内降雨试验，监测堆积体内含水率、基质吸力、孔隙水压和湿润锋的迁移变化，研究两类夹层对降雨在堆积体中入渗过程的影响。结果表明：（1）由于夹层颗粒组分不同，最终导致夹层的渗透性、湿润锋迁移形态、入渗速率及整个堆积体浸透时间等存在显著差异；（2）两组夹层试验中雨水入渗差异显著，碎石组的下渗作用强于侧向扩散，夹层处的下渗速率明显快于两侧，而黏土组的侧向扩散强于下渗，夹层处下渗速度趋近于零，明显小于两侧；（3）黏土组坡脚孔压出现累积性增长，而碎石组孔压消散迅速，且水分主要分布在堆积体更深处，故黏土夹层堆积体整体稳定性低于碎石夹层堆积体。研究结果可为后续降雨对发育软弱夹层边坡稳定性的影响分析提供参考。关键词：降雨入渗；碎石夹层；黏土夹层；堆积体中图分类号：P641 文献标志码：A 文章编号：1009-640X(2023)04-0098-09 滑坡是一种常见的地质灾害，降雨是诱发滑坡的重要因素。自然界中因降雨诱发的滑坡占比高、分布广。我国西南大部分山区降雨充沛，且发育着多种类型深厚堆积体，具有粒径组成复杂、颗粒间排列紧密、土粒大小不均匀等特点，其内部发育有土粒组分不一的夹层，多见颗粒松散孔隙率大，偶见颗粒密实孔隙率小。这使得夹层与周围土体的物理力学性质有显著差异，尤其是渗透系数的差异，会改变雨水在堆积体中的入渗方式，间接影响土坡的稳定性。众多学者对降雨入渗边坡开展了研究1，曾昌禄等2以雨强为变量，开展室内黄土边坡降雨入渗模拟试验，发现随着降雨强度增大，雨水入渗深度和速率增大；Tu 等3研究认为古滑坡形成的老裂隙为降雨入渗提供了优势路径，导致堆积物内局部孔隙水压增大，触发了古滑坡堆积体的复活；王磊等4开展连续降雨下黄土陡坡开裂及稳定性研究，发现裂隙的发育改变了渗流场和孔压场，从而间接影响了整个土坡稳定性。目前多数研究集中在降雨条件改变2,5-6、裂隙发育3、土体强度7-10诱发边坡失稳等方面，对内部土颗粒组分影响土体性质，从而改变降雨入渗方式间接诱发堆积体发生失稳的研究相对欠缺。为了探索不同夹层对降雨入渗的影响，本文以野外勘察堆积体中发育最多的两种夹层碎石夹层和黏土夹层为例，开展两组室内降雨渗透物理模拟试验。通过监测堆积体中不同深度的体积含水率、基质吸力、孔隙水压力的变化，探索不同夹层对降雨入渗在时间和空间上的影响。收稿日期：2022-04-02基金项目：国家自然科学基金资助项目（41472274）作者简介：罗崎峰（1998），男，广西北流人，硕士研究生，主要从事岩土工程及地质灾害防治研究。E-mail： 通信作者：涂国祥（E-mail：）第 4 期水利水运工程学报No.42023 年 8 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERINGAug.2023 1 堆积体夹层发育概况研究堆积体位于汉源市九襄镇东乐村东约 150 m，出露长度 250400 m，厚度 47 m。堆积体整体呈棕黑、黄褐色，以花岗岩、灰岩为主，结构紧密，磨圆较差，其内部发育多条产状复杂的夹层，成层性较明显。碎石夹层以花岗岩、灰岩为主，多具泥质胶结，但胶结程度较低，架空孔隙较多，孔隙最大直径可达 4 cm，现场颗粒筛分结果为：粒径大于 60 mm 的缺失，6040 mm 的约占 30%，4020 mm 的约占 10%，205 mm 约占 25%，52 mm 约占 5%，其余为砂及粉、黏粒；大部分发育在堆积体的中部，长 58 m，厚 0.40.6 m，与水平面形成一定角度，少见平行。而黏土夹层发育相对错乱，呈黄褐色、砖红色，长 5.07.5 m，厚 0.30.6 m，主要由黏粒和细砂颗粒组成，手搓有滑腻感，遇水软化，粒径一般在 2.00.5 cm，偶见包夹角砾岩，大多水平发育在堆积体中、底部，少见倾斜发育，堆积体位置及夹层发育特征见图 1 和图 2（W3 包含张照片）。2 室内模拟降雨入渗试验设计根据野外实际调查情况和研究目的，设计两组以夹层（碎石组和黏土组）为变量的降雨试验。考虑到试验设备的尺寸，室内概化模型比尺取 112，野外堆积体出露垂直高度普遍在 45 m，模型坡顶高 75 cm，长150 cm，坡面垂直出露高度约 35 cm，夹层厚度控制在 67 cm，坡度控制在 3031，夹层也设置成一定角度的倾斜，尽可能与调查区域堆积体自然形态吻合。2.12.1试验设备本次室内模型框架箱长 150 cm、宽 90 cm、高 120 cm，主体由钢制材料焊接而成，四周有紧贴的有机透明玻璃便于观察。降雨系统由雾化降雨喷头、水压计、阀门组装成，降雨强度和时间通过阀门和水压计控制。数据采集系统包括基质吸力传感器、含水率传感器、孔隙水压力传感器，每种各 6 套埋置于堆积体内，设备组装总体效果见图 3。2.22.2试验土样处理为保证试验结果符合实际情况，试验所用的土样从汉源九襄现场获取。通过室内试验得到土样密度为1.87 kg/m3，含水率 3%，孔隙比为 0.250.28，角砾质量分数为 68%，重度为 20.3121.24 kN/m3。将野外土样采用等量代替法重塑处理粒径大于 40 mm 的颗粒，原样土和重塑后土的级配见图 4。通过室内渗透试验确定重塑碎石夹层土样渗透系数为 1.252101 cm/s，重塑基质土样渗透系数为5.7103 cm/s。查阅相关文献11-13，无论是天然黏土还是改良黏土，渗透系数普遍低于 106 cm/s，远低于基质土体的渗透性，故本次试验将黏土夹层设为弱透水层。东乐村鱼塘头俯视视角堆积体调查范围200 mW3W1W1W2W2W3G108N 图 1 堆积体位置Fig.1 Location of accumulation area W1W3-1W2W3-2黏土夹层碎石夹层40 cm4.55.0 m掏蚀后出露更明显2030 cm碎石夹层交替成层发育3545 cm56 m4060 cm56 m3540 cm局部粗颗粒黏土夹层黏土-碎石交替成层 图 2 现场夹层发育特征Fig.2 Development characteristics of intercalation in site 第 4 期罗崎峰，等：发育两类夹层堆积体的降雨入渗试验研究99 2.32.3试验方案将处理好的土样分层堆筑于模型箱内，每间隔10 cm 用橡胶锤进行压实。为了防止降雨时在玻璃板上凝成的水珠渗入堆积体产生边界效应，在堆积体与玻璃接触的边界涂上防渗材料。碎石组模型夹层埋置在堆积体的中部位置，3 种不同的传感器埋置在同一条线上，该线与模型框架箱的宽边平行。黏土组模型夹层和传感器的埋置位置与碎石组一致（图 5）。每组试验经历 4 次降雨，降雨时长和强度不变。降雨时间为每日上午 10 时开始，11 时结束。经实测降雨均匀度为 85.5%，降雨强度为 20.14 mm/h，每次降雨间隔 24 h，降雨量与时间关系见图 6。输水水管降雨器降雨器阀门开关坡顶坡顶坡面坡面坡底坡底黏土夹层30碎石夹层含水率含水率含水率基质吸力基质吸力基质吸力孔隙水压孔隙水压孔隙水压(a)碎石夹层堆积体(b)黏土夹层堆积体摄像机摄像机7575水压表水源4 号点4 号点5 号点5 号点2 号点2 号点3 号点3 号点1 号点1 号点6 号点6 号点1501503030303090904040 图 3 试验模型示意（单位：cm）Fig.3 Schematic diagram of test model(unit:cm)100806040200100101粒径/mm小于某粒径的土累积质量分数/%0.10.010.001碎石夹层重塑土堆积体重塑土碎石夹层原样土堆积体原样土 图 4 重塑土粒径累积曲线Fig.4 Grain size accumulation curve of remolded soil 碎石夹层黏土夹层(a)碎石组(b)黏土组 图 5 传感器埋置示意Fig.5 Schematic diagram of sensor embedding 9080706050403020100第 1 天10:0011:00累计降雨量/mm时段第 2 天10:0011:00第 3 天10:0011:00第 4 天10:0011:0020.1440.2860.4280.56 图 6 累计降雨量与时间关系Fig.6 Relationship between cumulativerainfall and time 100水 利 水 运 工 程 学 报2023 年 8 月 3 试验结果分析 3.13.1含 水 率试验堆积体的体积含水率变化如图 7 所示。首次降雨 3 h 内，两组模型浅表测点率先发生同样的陡升后回落，碎石组的整体峰值大于黏土组的 4%；同样位于夹层上方，但碎石组 2 号点的回落值比黏土组 3 号点的大 7%。随后的降雨中，碎石组 2 号点的含水率虽随降雨发生波动，但始终稳定在 8%9%，而同样位置的黏土组 2、3 号点的含水率随降雨呈台阶式大幅度增长，平均每次增幅 7%。黏土组 1 号点的含水率在前2 次降雨中都呈“上升-回落-平稳”状态，但在降雨 51 h 后首次出现“驼峰式”双曲线增长，说明降雨后5 h 内受到降雨下渗与 2 号点侧渗的双向补给。碎石组 3 号点早于黏土组 4 号点 18 h 响应，其稳定后平均值大于 4 号点 3%，3 号点后续雨水补给不足，所以第 2 次响应比首次低 3%，而 4 号点能接受降雨和 2 号点双向补给，所以第 2 次含水率峰值大于 3 号点 3%。碎石组 4 号点响应时间比黏土组 5 号点提前 44 h，4 号点能受到碎石夹层的优先补给，每次降雨 1 h 内及时响应。碎石组 6 号点以 0.07%/h 匀速增长至 7%，而黏土组的提前碎石组 7 h 发生响应，增长速度也快 0.26%/h。两组试验整体含水率呈现“上升-回落-平稳”台阶式增长的特点，但由于夹层的差异，使得增长的方式与含水率的分布有所差别，从图 7 可以明显看出碎石组的水分集中分布在夹层的下方，该组含水率为 10%13%；黏土组的主要分布在夹层的上部，该组含水率为 20%36%。3.23.2基质吸力试验基质吸力变化如图 8 所示，黏土组和碎石组堆积体基质吸力变化趋势整体相当，均表现为响应后断崖式下降并保持在最小值（155）kPa，碎石组的基质吸力变化集中在时间节点上，而黏土组的比较分散，同一埋深传感器响应时间碎石组比黏土组提前 2024 h。降雨开始后，离地表最近的监测点首先发生响应，碎石夹层的 1、2 号点发生响应，受上部雨水补偿的同时，又受下夹层快速下渗的影响，2 号点吸力在后续的20 h 内有涨落，与附近保持平稳的 1 号点形成 16 kPa 的吸力差。35 号点在第 3 天降雨中响应，4 号点比3 号点响应时间提前 5 h，是所有监测点中的吸力最低值（14 kPa），比黏土组同样位置的 5 号点低 2 kPa，6 号点在第 4 天降雨才发生响应，稳定在 26 kPa。随降雨开始，黏土组的 1、3 号点吸力呈断崖式下降，因为埋设原因，1 号点晚于 3 号点 3 h 响应，随后每次降雨补偿都有小幅度的下降，2 号点在第 1 次降雨快结束时发生轻微响应，经历第 2 次降雨补偿后才呈断崖式下跌，比碎石组的高 2 kPa。4 号点响应时间早于碎石组 3 号点 4 h，吸力高 4 kPa。5 号点在第 4 次降雨 3 h 后发生响应，远晚于碎石组同位置的 4 号点 25 h，吸力平均值高 4 kPa。第 1 天11:000102030401 号点2 号点3 号点4 号点5 号点6 号点第 2 天11:00第 3 天11:00体积含水率/%时刻第 4 天11:00第 5 天11:00第 1 天11:00010203040第 2 天11:00第 3 天11:00体积含水率/%时刻(a)碎石夹层堆积体(b)黏土夹层堆积体第 4 天11:00第 5 天11:001 号点2 号点3 号点4 号点5 号点6 号点 图 7 体积含水率随降雨时间变化Fig.7 Variation of volume moisture content with rainfall time 第 4 期罗崎峰，等：发育两类夹层堆积体的降雨入渗试验研究101 3.33.3孔隙水压力试验孔隙水压力变化如图 9 所示，首次降雨开始 2 h 内，堆积体浅表测点几乎同时响应，1 号点均表现响应后保持稳定，随后每次降雨的补偿都呈增长-回落-逐渐稳定的趋势，两者孔压相差小于 0.2 kPa；碎石组2 号点位于雨水优势下渗补给的路径上，前两次降雨响应后有较明显的下凹型回落，后两次因与夹层下部区域孔压差变小，向下补偿的雨水减少，故孔压有明显增长。黏土组由于夹层的不透水性，雨水难以下渗，夹层上方的 2、3 号点孔压呈拱形跃式增长，最快增速可达 0.07 kPa/h，3 号点各阶段孔压峰值比 2 号点高0.6 kPa，且增长幅度明显大于碎石组 2 号点 0.50.7 kPa。黏土组 4 号点先于碎石组 3 号点 15 h 发生响应，受到降雨间歇性补偿，4 号点峰值达到 1.3 kPa，3 号达到 1.5 kPa。而在碎石夹层下方的 4、5 号点得到降雨的优先补给，提前黏土组 5 号点 45 h 响应，且在响应后 4 h 内孔压以 0.13 kPa/h 的速度增长到 0.8 kPa 才变慢，但碎石组 5 号点仅增长到 0.4 kPa 就出现增速变缓的拐点。第 1 天11:003.02.52.01.51.00.50第 2 天11:00第 3 天11:00孔隙水压力/kPa时刻第 4 天11:00第 1 天11:003.02.52.01.51.00.50第 2 天11:00第 3 天11:00孔隙水压力/kPa时刻(a)碎石夹层堆积体(b)黏土夹层堆积体第 4 天11:001 号点2 号点3 号点4 号点5 号点6 号点1 号点2 号点3 号点4 号点5 号点6 号点图 9 孔隙水压力随降雨时间变化Fig.9 Variation of pore water pressure with rainfall time 两组模型孔压整体呈现增长-回落-逐渐稳定特点，却在夹层处表现差异显著，黏土夹层上部区域孔压呈跳跃式增长，相比碎石组涨幅更大，平均峰值更高，增速更快，特别是坡脚位置，最终峰值孔压比碎石组峰值高 1.1 kPa。虽碎石组夹层上部孔压不及黏土组，但下部平均孔压却高 1.4 kPa。3.43.4湿 润 锋降雨过程中湿润锋变化趋势如图 10 和图 11 所示。在整个降雨入渗过程中，两组堆积体的初期下渗情况相差不大，湿润锋整体与堆积体的坡形平行，坡脚的入渗速率略慢于坡肩。随着降雨的继续入渗，湿润锋 第 1 天11:00第 2 天11:00第 3 天11:00时刻第 4 天11:00第 5 天11:001 号点2 号点3 号点4 号点5 号点6 号点1 号点2 号点3 号点4 号点5 号点6 号点120100806040200基质吸力/kPa第 1 天11:00第 2 天11:00第 3 天11:00时刻(a)碎石夹层堆积体(b)黏土夹层堆积体第 4 天11:00第 5 天11:00120100806040200基质吸力/kPa 图 8 基质吸力随降雨时间变化Fig.8 Variation of matrix suction with rainfall time 102水 利 水 运 工 程 学 报2023 年 8 月接近夹层时，入渗方式发生了显著改变。由于黏土夹层的存在，30 h 6 min 后湿润锋遇到黏土夹层“阻拦”，难以进一步向下迁移，而两侧的湿润锋继续向下迁移，右侧湿润锋入渗速度明显快于左侧 34 个方格。随着降雨的继续补偿，直至 54 h 52 min，湿润锋右侧雨水先发生触底现象，进入侧向入渗阶段，而左侧湿润锋因为深度较大还未进入触底阶段，湿润锋的形态开始转变成“”形。随后两侧都进入侧向入渗阶段，最底部侧向入渗速度明显高于上、中部，所以湿润锋底部表现出一个“尖角”，在 106 h 7 min 雨水浸透整个堆积体。碎石夹层土体构成大孔隙架空通道，雨水在碎石夹层处入渗速度加快，从 27 h 29 min 开始，夹层处的湿润锋迁移明显快于两侧，中部领先两侧平均 1 个方格，湿润锋的整体形态变化趋缓。雨水继续从夹层优先入渗，直至 54 h 41 min，中间的平均入渗速率约 1.16 cm/h，两侧平均入渗速率约 0.59 cm/h，湿润锋呈现中间凸两边凹的特点。此后右侧湿润锋率先触底进入侧向入渗阶段，在堆积体左下角形成一个长条状的干燥区，最后在 93 h 11 min 浸透整个堆积体。(a)1 h 2 min(b)3 h 51 min(c)27 h 29 min(d)54 h 41 min(e)82 h 12 min(f)93 h 11 min图 10 碎石夹层堆积体湿润锋迁移过程Fig.10 Wet front migration of crushed stone interlayer accumulation (a)1 h 35 min(b)3 h 45 min(c)30 h 6 min(d)54 h 52 min(e)81 h 2 min(f)106 h 7 min图 11 黏土组夹层堆积体湿润锋迁移过程Fig.11 Wet front migration of clay interlayer accumulation 4 讨论结合室内降雨试验监测数据和湿润锋迁移现象，分析认为水分在土中的流动会伴随能量损失，发生渗透两端必然存在能量差，如暂饱和区向半饱和或非饱和区补偿，可以看作水从能量高（高水头）向能量低（低第 4 期罗崎峰，等：发育两类夹层堆积体的降雨入渗试验研究103水头）的流动过程。在降雨初期，雨水先在土体表面达到暂态饱和状态，且坡表土各处渗透系数相同，湿润锋整体形态与堆积体表面保持平行匀速下渗（见图 12(a)和图 13(a)）。随着降雨的补给下渗，雨水在黏土夹层上方受阻，夹层上方土体含水率持续增加，孔压累积增大，在高孔压作用下向低孔压的两侧发生强烈的侧渗补给，这是个暂态饱和补偿低含水的过程，受到充足的雨水补偿，湿润锋表现出下渗速率加快（见图 13(b)），因坡脚孔压更高，右侧湿润锋的迁移速率明显快于左侧。降雨停止后各测点数值变化并未停止，高孔压的水分还会向低孔压补偿，使各区域水分达到相对均匀分布，水分迁移速度由快到慢直至停止。碎石夹层颗粒间孔隙相对较大，为雨水提供下渗的优势通道，使得雨水可以更快入渗，深部土体逐渐饱和，但在土体相对密闭的空间内，夹层的基质吸力迅速增大，与上部周围土体形成基质势能差，在能量差的作用下优先向夹层补给，雨水向夹层汇聚形成漏斗流，夹层竖向入渗作用强于横向入渗。如图 12(b)，湿润锋在夹层处的入渗速率显著快于两侧，呈现下凸形状的快速迁移。即使降雨停止，夹层下部暂饱和区也能向周围未饱和或干燥区域补偿，这也是碎石组比黏土组更快浸透整个堆积体的原因。(a)3 h 45 min(b)54 h 41 min图 12 碎石夹层堆积体雨水迁移分析Fig.12 Analysis of wetting peak migration mechanism of gravel interlayer accumulation (a)3 h 45 min(b)54 h 52 min图 13 黏土夹层堆积体雨水迁移分析Fig.13 Analysis on migration mechanism of wetting peak of clay interlayer accumulation 在整个降雨期间，黏土组堆积体坡脚孔压一直维持上升状态，实际工程建设中若遇到此类发育有低渗透性的大型土质边坡，如长时间经历降雨，坡脚孔压持续增长，土体有效应力减小，坡脚土体有效抗剪强度不足以支撑上部土体重量时，极易发生滑动破坏，所以高孔压坡脚的边坡存在极大的安全隐患。5 结语通过对发育碎石夹层和黏土夹层堆积体的室内降雨试验对比分析，结合监测数据，得到以下结论：（1）黏土夹层对降雨入渗起到阻碍和汇集雨水的作用，整个降雨过程中侧向入渗作用强于下渗作用，雨水迁移趋势为匀速入渗-横向扩散入渗-触底浸湿入渗。（2）碎石夹层起到疏水导水的作用，以汇聚雨水下渗为主导，雨水下渗速度显著快于两侧，呈漏斗形下104水 利 水 运 工 程 学 报2023 年 8 月渗路径，雨水迁移趋势表现为匀速入渗-局部加速下渗-触底浸湿入渗。（3）两组堆积体降雨入渗差异显著，碎石组的下渗作用强于侧向扩散，夹层处的下渗速率明显快于两侧，而黏土组的侧向扩散强于下渗，夹层处下渗接近于零，两侧速度明显大于中部。（4）发育黏土夹层堆积体出现局部孔压累增，坡脚孔压过高，而碎石夹层堆积体能够提供优先入渗路径，孔压消散迅速，故黏土组堆积体整体稳定性低于碎石组。参考文献：ZHANG C L,LI T L,LI P.Rainfall infiltration in Chinese loess by in situ observationJ.Journal of Hydrologic Engineering,2014,19(9):06014002.1 曾昌禄,李荣建,关晓迪,等.不同雨强条件下黄土边坡降雨入渗特性模型试验研究J.岩土工程学报，2020，42(增刊1)：111-115.（ZENG Changlu,LI Rongjian,GUAN Xiaodi,et al.Experimental study on rainfall infiltration characteristics of loessslopes under different rainfall intensitiesJ.Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2020,42(Suppl1):111-115.（inChinese）2 TU G X,DA HUANG,DENG H.Reactivation of a huge ancient landslide by surface water infiltrationJ.Journal of MountainScience,2019,16(4):806-820.3 王磊,李荣建,刘军定,等.连续降雨下黄土陡坡开裂及稳定性评价J.水利水运工程学报，2022(4)：77-86.（WANG Lei,LI Rongjian,LIU Junding,et al.Stability evaluation and cracking research of steep loess slope under continuous rainfallJ.Hydro-Science and Engineering,2022(4):77-86.（in Chinese）4 CHEN H E,CHIU Y Y,TSAI T L,et al.Effect of rainfall,runoff and infiltration processes on the stability of footslopesJ.Water,2020,12(5):1229.5 TU G X,HUANG R Q.Infiltration in two types of embankments and the effects of rainfall time on the stability of slopesJ.Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology,2016,49(4):286-297.6 张雨林,石惊涛,涂国祥,等.粗、巨颗粒富集位置对堆积体降雨入渗的影响J.水利水运工程学报，2021(5)：76-83.（ZHANG Yulin,SHI Jingtao,TU Guoxiang,et al.Influence of coarse and giant particles enrichment position on rainfallinfiltration of accumulation bodyJ.Hydro-Science and Engineering,2021(5):76-83.（in Chinese）7 张家明.含软弱夹层岩质边坡稳定性研究现状及发展趋势J.工程地质学报，2020，28(3)：626-638.（ZHANG Jiaming.State of art and trends of rock slope stability with soft interlayerJ.Journal of Engineering Geology,2020,28(3):626-638.（inChinese）8 郭智辉,简文彬,刘青灵,等.基于现场原型试验的斜坡降雨入渗分析及入渗模型研究J.岩土力学，2021，42(6)：1635-1647.（GUO Zhihui,JIAN Wenbin,LIU Qingling,et al.Rainfall infiltration analysis and infiltration model of slope based onin situ testsJ.Rock and Soil Mechanics,2021,42(6):1635-1647.（in Chinese）9 傅旭东,卢继忠,黄斌,等.含软弱夹层的强风化泥岩强度及破坏模式试验研究J.东南大学学报(自然科学版)，2021，51(2)：242-248.（FU Xudong,LU Jizhong,HUANG Bin,et al.Experimental study on strength and failure mode of stronglyweathered mudstone with weak interlayerJ.Journal of Southeast University(Natural Science Edition),2021,51(2):242-248.（in Chinese）10 刘海伟,党发宁,田威,等.修正Kozeny-Carman方程预估黏土渗透系数的研究J.岩土工程学报，2021，43(增刊1)：186-191.（LIU Haiwei,DANG Faning,TIAN Wei,et al.Prediction of permeability of clay by modified Kozeny-CarmanequationJ.Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2021,43(Suppl1):186-191.（in Chinese）11 杨雪强,张雪娇,刘攀,等.外加剂对重塑黄土渗透特性影响的试验研究J.水利水电技术(中英文)，2021，52(8)：141-148.（YANG Xueqiang,ZHANG Xuejiao,LIU Pan,et al.Experimental study on the permeability characteristics of re-compactedloess with the effect of admixtureJ.Water Resources and Hydropower Engineering,2021,52(8):141-148.（in Chinese）12 曾玲玲,洪振舜,陈福全.压缩过程中重塑黏土渗透系数的变化规律J.岩土力学，2012，33(5)：1286-1292.（ZENGLingling,HONG Zhenshun,CHEN Fuquan.A law of change in permeability coefficient during compression of remoldedclaysJ.Rock and Soil Mechanics,2012,33(5):1286-1292.（in Chinese）13第 4 期罗崎峰，等：发育两类夹层堆积体的降雨入渗试验研究105Experimental study on the rainfall infiltration process in theaccumulation with two interlayersLUO Qifeng,TANG Hao,TU Guoxiang,ZHANG Xin,QIU Xiao(State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection,Chengdu University of Technology,Chengdu610059,China)Abstract:In order to study the influence of interlayer of different components on rainfall infiltration,the differentialmovement and distribution characteristics of rainwater in the accumulation body were studied.In this research,adetailed field investigation was carried out on two types of intercalation:clay intercalation and fragmentary stoneintercalation developed in the deep deposits in Jiuxiang area of Han Yuan,Sichuan Province.By designing two indoorrainfall experiments of gravel interlayer and clay interlayer to monitor the changes of moisture content,matrix suction,pore water pressure and wetting front in the accumulation,the influence of the two types of interlayers on theinfiltration process of rainfall in the accumulation was deeply studied.The results show that:(1)Due to the differentparticle composition of the interlayer,the permeability,wetting front migration morphology,infiltration rate,and thesoaking time of the entire stack are ultimately significantly different.(2)There are significant differences in rainwaterinfiltration between the two groups of sandwich tests.The infiltration effect of the gravel group is stronger than thelateral diffusion,and the infiltration rate at the interlayer is significantly faster than that on both sides,while the lateraldiffusion of the clay group is stronger than the infiltration,and the infiltration rate at the interlayer tends to zero,whichis significantly lower than that on both sides.(3)The pore pressure at the foot of the slope in the clay group increasescumulatively,while the pore pressure in the gravel group dissipates rapidly,and the water is mainly distributed in thedeeper layers of the accumulation,so the overall stability of the clay interlayer accumulation is lower than that of thegravel interlayer accumulation.The research results can provide a basis for analyzing the influence of subsequentrainfall on the stability of slope with weak interlayer.Key words:rainfall infiltration;gravel interlayer;clay interlayer;accumulation106水 利 水 运 工 程 学 报2023 年 8 月