基於幾何條件的土體滲透穩定性判定方法準則

2022-10-02 02:30:02 字數 784 閱讀 8736

摘要:人類對顆粒物質系統的研究由來已久,但由於過去的研究方法和計算手段的匱乏,力學家僅僅尋找到了顆粒物質系統破壞的巨集觀判據,,土體的滲透穩定性受幾何條件、水力條件和物理條件的影響。本文從幾何條件出發,通過對收集的 167 種土的室內滲透侵蝕試驗結果的分析,基於對土體滲透穩定性控制變數地研究,將土分成良好級配土和間斷級配土兩大類;基於細粒(小於 0.

063 mm)含量的不同,將每類土又細分為 3 類,針對不同細類土提出了不同的滲透穩定性幾何判定準則。

關鍵詞:土石壩;滲透穩定性;滲流;侵蝕;大壩安全土體的滲透穩定性是指滲流條件下級配較寬的土體內粗顆粒阻止細顆粒流失的能力。土體的滲透穩定性受幾何條件(顆粒級配、顆粒形狀、孔隙結構等)、水力條件(水力梯度、滲流方向等)和物理條件(壓實度、黏聚力等)的影響,一旦細顆粒流失,整個土體的滲透性會增大,同時土體的抗剪強度也會降低。

對土石壩來說,這一現象通常在壩體的區域性位置發生,所以由於細粒的流失可能會導致壩體產生區域性沉降或集中滲透,從而產生管湧,最終導致壩體的潰決。間斷級配土料的滲透穩定性通常很差,據文獻統計,土石壩約 1/3 以上是以滲透侵蝕的形式破壞,其中土料的滲透穩定性差是其中乙個重要的原因。

幾何條件是決定土料滲透穩定性的內因,本文收集了國內外 167 種土的室內滲透侵蝕實驗資料,包括土體的物理力學引數,實驗水力條件以及最終的試驗結果,各土體的詳細資訊參見文獻。試驗土體的級配較寬,從黏土到碎石不等,多數試驗採用向下或向上的滲流方式,儘管不同的試驗採用的水力梯度不盡相同,但絕大多數試驗採用的水力梯度都超過了計算的理論值,因此施加的水力梯度足夠侵蝕土體內本身不穩定的部分。各個試驗都採用相似的試驗步驟,所以收集的試驗資料具有可比性。

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