摘 要：通过建立非饱和土毛细作用的孔隙分布的分形模型，推导获得了非饱和土毛细水的最大上升高度，同时基于Richards水分运动微分方程，引入边界及初始条件，基于Laplace 变换，得到了毛细作用下非饱和土路基湿度变化的解析解；同时引入算例，将所提出的解析方法计算结果与未简化参数的数值计算结果进行了对比分析；最后考虑不同因素的影响进行了非饱和土路基毛细作用下的湿度变化分析。分析结果表明：解析求解获得的路基湿度变化趋势和未进行参数简化的数值法求解结果基本一致，证明解析解法是合理可信的；路基填筑的初始含水率越大，填土的初始吸力越小，毛细水上升的高度及湿度变化量也相应越小；透水性能较好的路基填土毛细水上升速度较快，但上升高度较小，毛细水可以在较短时间内上升到最大高度；路基的填土类型不同，路基在毛细作用下的湿度变化状态也不同，需要针对不同的填土路基进行相应的防排水措施。
1 引 言
路基填土大都属于非饱和土，在土中基质吸力的作用下，地下水可通过毛细作用不断浸润路基，增加路基湿度。尤其当地下水位上升时，缩短了毛细作用的路径，加快了毛细作用对路基土中水的补给，从而使路基湿度增加，导致路基湿软，一方面使路基强度降低，另一方面，饱和的路基土由于残余孔隙水压力消散产生的固结变形，使路基残余变形增大，从而加速路面结构的损坏[1–3]。目前国内外对于非饱和土的毛细作用有一定研究但尚不深入。如Mavis[4]则基于砂土的有效粒径及孔隙率的研究提出了毛细管上升高度的范围。陈义民等[5]针对10 种不同的路基填土样进行了室内冻胀情况下土体的毛细管上升试验研究，获得了不同冻胀情况下毛细水的上升高度。李锐等[6]采用GEO-SLOPE 软件对水中圆柱形砂土柱的毛细作用进行了数值模拟，并进行了室内试验，研究了砂垫层对毛细水上升的抑制作用。翁通[7]通过试验研究了毛细水上升不同时期的上升速度及不同含盐量水的毛细作用。董斌[8]通过对12 种不同粗细土料进行室内竖管法毛细水上升高度试验，得到毛细水上升高度与时间关系曲线，并分析了影响因素和变化规律。此外还有姚华等[9]也采用了竖管法，进行了非饱和土毛细作用影响因素的室内试验研究，得到了一些有益的结论。
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