無粘性土二元結(jié)構(gòu)孔隙流動(dòng)管涌模型與試驗(yàn)

無粘性土二元結(jié)構(gòu)孔隙流動(dòng)管涌模型與試驗(yàn).2100433B

管涌又稱翻砂鼓水、泡泉或地泉等涌水口徑小者幾毫米，大者幾十厘米，孔口周圍多形成隆起的沙環(huán)。管涌發(fā)生時(shí)，水面出現(xiàn)翻花，隨著上游水位升高，持續(xù)時(shí)間增長，險(xiǎn)情不斷惡化，如不及時(shí)搶護(hù)，大量涌水翻砂，逐漸破壞堤、壩或水閘地基的土壤骨架，致使孔道擴(kuò)大，基土被掏空，會引起建筑物塌陷，造成決堤、垮壩、倒閘等事故。

定義

堤防管涌導(dǎo)致的災(zāi)害。管涌又稱潛蝕。是在高水位壓力下，堤、壩、閘等水工建筑物地基發(fā)生滲漏侵蝕活動(dòng)，把地基中細(xì)小顆粒和可溶鹽類帶走，使土層結(jié)構(gòu)破壞的現(xiàn)象。分機(jī)械管涌和化學(xué)管涌兩類：機(jī)械管涌是在滲透壓力作用下，地下水將土層中細(xì)小顆粒由地裂縫、管道、洞穴帶走的現(xiàn)象；化學(xué)管涌是地下水把土層中可溶鹽溶解帶走的現(xiàn)象。管涌主要發(fā)生在河、湖、水庫中的水位高于堤壩以外地面高度的地方，或發(fā)生在堤壩外坡，或堤外平地冒水。管涌常使堤基、壩基巖土結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度降低，甚至形成空洞、沉陷，進(jìn)而導(dǎo)致堤防、大壩變形、塌陷，甚至潰決，造成嚴(yán)重的洪水災(zāi)害。管涌主要受土體性質(zhì)和水動(dòng)力條件控制，一般情況下，巖土結(jié)構(gòu)不均一，土質(zhì)松散，裂隙或孔洞發(fā)育，滲透壓力大，容易發(fā)生管涌。 2100433B

本項(xiàng)目利用先進(jìn)的數(shù)碼攝像可視化跟蹤技術(shù)和數(shù)字信息計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)處理技術(shù)，進(jìn)行堤壩的滲透模型試驗(yàn)，攝錄土顆粒的移動(dòng)軌跡，確定形成管涌的臨界參數(shù)。基于散體介質(zhì)顆粒流理論及其分析方法等細(xì)觀力學(xué)手段，分析滲流與土介質(zhì)的共同作用及滲流的貼壁擠土效應(yīng)，深入研究管涌形成過程的細(xì)觀力學(xué)機(jī)理。建立關(guān)于管涌形成和發(fā)展規(guī)律的細(xì)觀理論模型，利用并開發(fā)PFC2D軟件對管涌形成與發(fā)展過程中土顆粒的移動(dòng)規(guī)律進(jìn)行細(xì)觀仿真模擬。結(jié)合堤防工程的管涌險(xiǎn)情實(shí)例進(jìn)行分析研究，為管涌險(xiǎn)情的預(yù)測和治理提供參考意見。本研究成果對防洪減災(zāi)具有重要意義。 2100433B