降雨往往是引发铁路、公路路基沉降,边坡失稳的的主要因素之一。明确雨水入渗至土体后的迁移规律无疑是有益于研究降雨条件下路基沉降变形、承载特性变化机制及边坡稳定性分析。基于通量-含水率关系推导了两类降雨条件下(降雨强度R大于、小于饱和渗透系数K_s)降雨全过程各阶段土体剖面含水率分布模型及湿润锋下推模型。采用数值模拟手段验证了两类降雨条件下的水分运移模型对砂壤土、壤土及粉土的适用性及准确性,探讨了该三类土在不同降雨强度条件下剖面含水率分布及湿润锋下推深度演化规律。针对提出的两类临界点,重点分析了其合理取值范围并讨论了临界点与积水点随降雨强度变化趋势。通过既有试验数据进一步对R大于K_s条件下各阶段入渗过程的合理性,对两类降雨强度条件下剖面含水率分布模型的准确性进行了校核。主要结论如下:(1)选用三类土(砂壤土、壤土及粉土),采用数值模拟手段验证两类降雨条件下推导的剖面含水率分布模型,R<K_s条件下该三类土计算结果均表现出较高的精度,而对于R>K_s的条件,砂壤土、壤土及粉土在降雨入渗各阶段中计算精度呈依次递减的态势,但总体上最大误差基本可控制在2%范围,该模型适用于较大范围的土类。(2)降雨强度小于饱和渗透系数(R<K_s)条件下含水率沿深度非线性缓慢递减,在靠近湿润锋范围内骤然下降,含水率剖面可分为稳定层(第一类临界点后),过渡层及干土层。降雨强度大于饱和渗透系数(R>K_s)条件下,剖面含水率自上而下依次呈现饱和层(积水点后)、过渡层和干土层,相同降雨时间内随着降雨强度的增大剖面含水率分布形态基本相同,且对降雨强度并不敏感。(3)在R<K_s条件下,根据地表含水率变化趋势,可利用定义的第一类临界点将降雨入渗整个过程分为无压入渗过渡和无压入渗稳定两阶段。第一阶段湿润锋下推深度随降雨持时的延长非线性递增,而第二阶段则呈线性递增的趋势,即存在临界线,该线将湿润锋下推过程分为非匀速和匀速两个阶段,各阶段下推深度受降雨强度影响明显,达临界线之后相同降雨时间内,随着降雨强度的增大,湿润锋匀速向下推进,且深度更深,推进速度更快。在R>K_s条件下根据地表入渗率变化趋势,利用积水点及定义的第二类临界点可将降雨入渗整个过程分为无压入渗非饱和、积水入渗过渡和积水入渗饱和(稳定)三阶段;第一、二阶段湿润锋下推深度均随降雨时间的延长非线性递增,第三阶段则呈线性递增的趋势,即存在临界线和t_s线,其将湿润锋下推过程分为快速、慢速及匀速三个阶段;湿润锋下推深度在达t_s线后对降雨强度并不敏感,仅与地表饱和渗透系数有关。(4)通过数值模拟及既有试验两种方法的结合证实了两类临界点、积水点及降雨入渗各阶段存在的合理性。两类临界时间及积水时间均随降雨强度的增大呈非线性缩短的趋势,且第一、第二类临界时间缩短增量,积水时间缩短增量间依次呈递减的趋势。入渗土层的厚度是第二类临界点及饱和点之间存在差异性的主要影响因素,在既有试验条件下发现土层大于80cm后饱和点与第二类临界点等效,且不随土层厚度发生改变。(5)两类降雨强度条件下基于既有的剖面含水率分布试验数据,进一步验证了本文推导的剖面含水率分布模型的合理性,并认为当湿润锋进入监测点的有效范围时实测数据并不能反映含水率真实情况。