地下水埋深對凍融土壤入滲能力的影響

圖4-28為非凍結(jié)和凍層厚度為16 cm時，不同地下水埋深的土壤累積入滲曲線比較圖；圖4-29為不同凍融狀態(tài)下，土壤90 min累積入滲量（H₉₀）隨地下水埋派運深（h）的變化曲線圖。試驗結(jié)果表明：

（一）地下水埋深對凍融土壤入滲能力的影響十分明顯

圖4-28（a）為土壤非凍結(jié)條件下，不同地下水埋深時的土壤累積入滲曲線。當(dāng)?shù)叵滤裆钣?.5 m增大到2.5 m時，土壤H₉₀（90 min累積入滲量）由37.53 mm增加到99.06mm，后者是前者的2.64倍。由此可見，地下水埋深對非凍結(jié)土壤的入滲能力的影響是十分明顯的。圖4-28（b）是土壤凍結(jié)深度為16 cm時，不同地下水埋深條件下的土壤累積入滲量曲線，當(dāng)?shù)叵滤裆钣?.5 m增大到2.0 m時，土壤H₉₀由10.13 mm增加到42.67 mm，后者是前者的4.21倍，表明地下水埋深對凍結(jié)土壤入滲能力的影響極大。

（二）隨著地下水埋深的增大凍融土壤入滲能力增大，但后期達到似穩(wěn)定

圖4-29所示的三條曲線分別為非凍結(jié)、凍結(jié) 16 cm 和凍結(jié) 40 cm 三種凍融狀態(tài)下，H ₉₀隨地下水埋深（h）的變化曲線。由圖4-29可看出：①無論是非凍結(jié)土壤還是凍結(jié)土壤，其 H ₉₀隨著地下水埋深的增大而增大，即同樣土質(zhì)條件下，土壤入滲能力隨著地下水埋深的增加而增大。②當(dāng)?shù)叵滤裆钤?.5～1.5 m之間時，H₉₀隨著地下水埋深的增加迅速增大，當(dāng)?shù)叵滤裆钤?.5～2.0 m之間時，H₉₀隨著地下水埋深的增加緩慢增加，而當(dāng)?shù)叵滤裆畲笥?.0 m時，隨著地下水埋深的增加，H₉₀幾乎不再增大。因此，土壤入滲能力隨著地下水埋深的增加而增大的過程是有限的。在試區(qū)土壤條件下，可近似認為影響土壤入滲能力的極限地下水埋深為2.0 m。

圖4-28 不同地下水埋深條件下土壤累積入滲曲線比較圖

圖4-29 土壤90 min累積入滲量與地下水埋深關(guān)系圖

（三）凍結(jié)土壤入滲能力隨地塵鬧梁下水埋深增加而增強的速度小于非凍結(jié)土壤

表4-11為圖4-29所示三種凍融狀態(tài)下土壤入滲能力隨地下水埋深增大而增大的速度對比表，計算結(jié)果表明：凍結(jié)土壤條件下，入滲能力隨地下水埋深增加而增加的速度遠小于非凍結(jié)土壤條件。非凍結(jié)條件下，單位地下水埋深增加量為30.78 mm，而凍結(jié)厚度分別為16 cm和40 cm時，其單位地下水埋深增加量僅分別為16.27 mm和19.81 mm，僅為非凍結(jié)土壤增加速度的52.85%和62.31%。但凍結(jié)土壤條件下的相對增加率遠大于非凍結(jié)土壤條件下的相對增加率，兩種凍結(jié)狀態(tài)下的相對增加率分別是非凍結(jié)土壤條件下的1.95倍和1.76倍。

表4-11 不同地下水位埋深下土壤入滲能力對比

（四）凍融土壤累積入滲量與地下水埋深之間的關(guān)系符合二次多項式

圖4-30所示的試驗值點群分布表明，土壤90 min累積入滲量與地下水埋深之間的關(guān)系很好地符合二次多項式函數(shù)，各種凍融狀態(tài)下的擬合方程如下：

水分在季節(jié)性非飽和凍融土壤中的運動

水分在季節(jié)性非飽和彎春凍融土壤中的運動

水分在季節(jié)性非飽和凍融土壤中的運動