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土石混合体渗透侵蚀特性数值模拟研究-岩土力学
第 38 卷第 5 期 岩 土 力 学 Vol.38 No.5 2017 年 5 月 Rock and Soil Mechanics May 2017 DOI :10.16285/j.rsm.2017.05.033 土石混合体渗透侵蚀特性数值模拟研究 1, 2 1 1 沈 辉 ,罗先启 ,毕金锋 (1. 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240 ;2. 九江学院 土木与城建学院,江西 九江 332005 ) 摘 要:土石混合体是由块石、砾石与砂土、黏土等固体颗粒组成,以块石镶嵌在细粒土体中为结构特征的松散介质。由于 其颗粒松散特性,细颗粒在渗流作用下易于流失而形成渗流侵蚀。采用室内试验与数值模拟相结合的方法,扩展渗流侵蚀模 型在土石混合体渗透侵蚀研究中的应用。选取云南某滑坡土石混合体为研究对象,采用自制的渗透侵蚀装置,模拟土体基质 渗透侵蚀过程,获取土体基质侵蚀参数试验值。根据块石在土体基质中分布特征,建立不同块石含量特征的土石混合体计算 模型。基于参数试验值及渗流侵蚀方程、耦合渗流控制方程及孔隙率控制方程,模拟土石混合体渗流侵蚀过程,分析块石含 量对土石混合体渗透侵蚀特性的影响。模拟结果表明:在同等水力梯度及时间条件下,块石含量与土石混合体宏观平均流速 初值、侵蚀颗粒密度值呈反比,与液化颗粒密度峰值呈正比;块石含量与渗流侵蚀方程中试验参数存在线性相关性。将块石 含量作为土石混合体结构特征引入渗流侵蚀方程中,以构建适用于土石混合体的渗流侵蚀模型。 关 键 词:土石混合体;渗流侵蚀;细颗粒运移;侵蚀模型;数值模拟 中图分类号:TU 411 文献标识码:A 文章编号:1000-7598 (2017)05-1497-07 Numerical simulation of internal erosion characteristics of block in matrix soil aggregate 1, 2 1 1 SHEN Hui , LUO Xian-qi , BI Jin-feng (1. School of
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