懸掛式防滲墻控制堤基滲透變形的模擬試驗(yàn)研究.pdf

1、洪澇災(zāi)害是我國最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，歷史上的數(shù)次大洪水都給國家和人民造成了巨大的災(zāi)難。資料表明，在歷次重大險情中，因堤防潰決而發(fā)生的險情，90％以上都是由于滲透破壞造成的。因此，研究堤基的滲透機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上研究懸掛式防滲墻對長江中下游二元結(jié)構(gòu)堤基的滲透變形控制效果，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文采用砂槽模型試驗(yàn)的方法，對長江中下游典型的二元結(jié)構(gòu)堤基進(jìn)行了模擬試驗(yàn)研究。為了嚴(yán)格的模擬現(xiàn)場的實(shí)際情況，試驗(yàn)用土取自長江堤防南京段長江南

2、岸，上層為粉質(zhì)粘土，下層為細(xì)砂土。試驗(yàn)用土的性質(zhì)與現(xiàn)場土是一樣的，因而，試驗(yàn)過程和堤基發(fā)生滲透破壞的水力要素是相一致的。 試驗(yàn)過程中，通過改變上游的進(jìn)水模式，分別模擬了兩種入滲狀態(tài)，即點(diǎn)入滲模型和平行入滲模型，分別用來模擬天然河道中存在的兩種情況：一種是模擬天然河流河床較淺，切入下部強(qiáng)透水層不深的情況；另一種是模擬天然河流深泓下切，切入強(qiáng)透水層的深度很深而不能忽略的情況。在點(diǎn)入滲模型中，分別進(jìn)行了沒有懸掛式防滲墻和不同防滲墻深度

3、時堤基土的滲透變形特性試驗(yàn)。在平行入滲模型中，則進(jìn)一步研究了懸掛式防滲墻位置對堤基滲透變形的影響。模擬試驗(yàn)過程中，觀察了堤基滲透變形的發(fā)生、發(fā)展直至潰堤的全過程，得到了相應(yīng)的堤基滲透變形的表觀臨界水力坡降，分析了不同入滲模式下，堤基滲透變形機(jī)理的特點(diǎn)和差異。 通過對試驗(yàn)結(jié)果的分析，主要得出以下結(jié)論： (1)在懸掛式防滲墻作用下，堤基土發(fā)生滲透破壞的條件有明顯改善，表現(xiàn)在滲透破壞時的作用水頭有較大的增長，表觀臨界水力梯度有

4、明顯提高，滲流量有所減小，以及孔隙水壓力的變化。 (2)懸掛式防滲墻的工程效益隨貫入度增大而減小，因而，在工程中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，在保證堤防安全的前提下，盡量減小懸掛式防滲墻的貫入深度，以減小成本。文中通過試驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法，推導(dǎo)出了確定防滲墻貫入深度的數(shù)值計算公式。 (3)通過對防滲墻位置的研究表明，懸掛式防滲墻偏向下游設(shè)置時，能有效的提高堤基的整體抗?jié)B性能。在實(shí)際工程中可根據(jù)這一原則，結(jié)合施工的可行性，合理