非稳定渗流作用下边坡稳定性试验研究-长江科学院院报.pdfVIP

　　第２６卷第１０期 长　江　科　学　院　院　报 Ｖｏｌ．２６　Ｎｏ．１０　　 　　２００９年１０月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｃｔ．２００９　 　 　　文章编号：１００１－５４８５（２００９）１０－００３１－０４ 非稳定渗流作用下边坡稳定性试验研究 １，２ １，２ 谢罗峰 ，段祥宝 （１．南京水利科学研究院，南京　２１００２９；２．水文水资源及水利工程科学国家重点试验室，南京　２１００２９） 摘要：水位下降时产生的非稳定渗流不利于堤坝边坡稳定，是一个与水力学和土力学有关的复杂问题。开展了非 稳定渗流作用下的边坡稳定模型试验，研究了不同土力学条件和水力学条件下，渗流对边坡稳定性的影响，探讨了 水位降落指标ｋ／ｖ与边坡稳定性之间的关系。结果表明：在边坡稳定性分析中，渗流方向是边坡稳定分析的关键， μ 水位降落时渗流向上游方向，边坡安全系数远低于其他渗流方向。边坡失稳发生在水位降落过程中临水坡的渗透 力或渗透坡降达到最大的时刻。不考虑渗流方向的计算结果不能正确反映边坡的稳定性，建议边坡稳定分析须正 确考虑渗流作用。 关　键　词：水位降落；非稳定渗流；边坡稳定试验；渗透力；渗流方向；安全系数 中图分类号：ＴＶ２２３．６；ＴＵ４３２　　　文献标识码：Ａ 所示。 １　概　述 选择了３种材料，其物理力学参数见表１，其中 抗剪强度指标为固结不排水剪强度指标。 水库或江河水位降落过快过深，导致上游边坡 ［２］ 给水度是根据公式（１） 计算： 失稳发生滑坡，在我国水库大坝运行和堤防管理中 ０．６０７（６＋ｌｇｋ） μ＝１．１３７ｎ（０．０００１１７５） 　， （１） 有着深刻教训。近年来，水位降落过程中上游边坡 式中： 为给水度；ｎ为孔隙率；ｋ为渗透系数。 μ 失稳的现象时有发生，因此，中小型水库除险加固工 考虑了３种土质边坡和多组降速，模拟工况见 程研究得到深入开展。 表２。 我国对因库水位降落导致滑坡的土石坝进行统 ［１］ 计结果表明 ：已经发生过上游边坡滑动的土石 坝，平均库水位降落速度为０．３５～１．１５ｍ／ｄ，水位降 幅为７．２５～２３．９５ｍ。水位降落诱发滑坡的根本原 因是边坡中孔隙水压力无法及时消散，形成不利于 ［２］ 上游边坡稳定的非稳定渗流 。而目前常用的简 ［３］ 化处理非稳定渗流方法易产生较大误差 ，因此， 需要分析水位降落产生的非稳定渗流作用下的边坡 图１　砂槽模型正向图 稳定。 Ｆｉｇ．１　Ｆｒｏｎｔｖｉｅｗｏｆｔｈｅｓａｎｄｆｌｕｍｅ 本文开展了不同土质及坡比的砂槽模型试验，模 拟水位降落过程中多种工况下非稳定渗流场和边坡 表１　试验土体材料物理力学参数 失稳变化过程，探讨了渗透力在