均质无粘性土的流土破坏发生规律研究
均质无粘性土的流土破坏发生规律研究
渗透破坏是指在渗透水流作用下，土中细颗粒在粗颗粒所形成的孔隙通道流动，土的孔隙不断
扩大，在土体内形成贯通的渗流通道，最终导致土体发生破坏的现象。这是江河大堤在汛期常
见的险情之一，也是水库大坝破坏常见的一种情况。早在 1856 年，达西通过试验建立了著名
的达西渗透定律； 太沙基（ Terzaghi K）[1]在此基础上，根据土颗粒在水中的重力与渗透力的
平衡关系，推导出无粘性土的临界水力坡降计算公式。Bligh[2]基于大量管涌破坏的现场数
据，得到了抵抗管涌破坏总临界水力梯度的经验公式。
B. Burns 和R . Barker[3]等利用微型电阻探针研究了土体内部的侵蚀过程，并成功的将该方法
运用到堤坝土体内部侵蚀程度的评价体系中。李广信[4]、丁留谦[5]、梁越[6]等通过砂槽模型
试验分别研究了管涌的发生、发展过程。此外，人工智能[7]、离散元[8]、有限元等方法也被
用来研究土体渗流破坏的过程。但是目前对均质无粘性土的流土破坏过程的研究相对较少，也
极少运用数值模拟方法进行有效的模拟。
本文通过室内模型砂槽试验，研究了均质无粘性土流土破坏从开始到结束的过程，并通过室内
试验和数值模拟的对比，研究了流土破坏发生的规律。
1 均匀土体的渗透变形试验
1. 1 试验装置
试验装置（ 图 1 ） 是自行设计的有机透明玻璃方形槽，长 30cm, 宽10cm, 高45cm.有机玻璃板
的厚度为 0. 5cm, 槽内部可填土样大小尺寸为 29cm × 9cm × H.在模型槽的底端和右上部设有进
水口和溢流口，水流从水箱上游通过导管流入模型槽内，自下而上流过模型槽内的土体，最后
从溢流口流出。试验槽两侧分布间距为 5cm 测压管，用于测量土体中的孔隙水压力。本次试验
使用 1 ~12 号测压管。试验开始后，逐级升高上游水箱中水头高度，记录在不同水头高度时，
测压管的水位、溢流口流量、累计时间等参数变化，并观察土体渗透变形情况。
摘要：
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均质无粘性土的流土破坏发生规律研究渗透破坏是指在渗透水流作用下，土中细颗粒在粗颗粒所形成的孔隙通道流动，土的孔隙不断扩大，在土体内形成贯通的渗流通道，最终导致土体发生破坏的现象。这是江河大堤在汛期常见的险情之一，也是水库大坝破坏常见的一种情况。早在1856年，达西通过试验建立了著名的达西渗透定律；太沙基（TerzaghiK）[1]在此基础上，根据土颗粒在水中的重力与渗透力的平衡关系，推导出无粘性土的临界水力坡降计算公式。Bligh[2]基于大量管涌破坏的现场数据，得到了抵抗管涌破坏总临界水力梯度的经验公式。B.Burns和R.Barker[3]等利用微型电阻探针研究了土体内部的侵蚀过程，并成功...
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分类：社科文学类资料
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