双层堤基堤后薄覆盖层渗透破坏砂槽试验研究

机理 ， 分析覆盖层渗透破坏 与坑塘 底平面尺寸 、 盖层厚度 以及 土体抗 剪强度 指标之 间的关 系。 覆
关键词 ： 双层堤基 ； 渗透破坏 ； 薄覆 盖层
中图分类号 ：Ｖ ７ Ｔ８１ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ８— １ ２ ２ １ ） ４— ０２— ５ １０ ０ １ （０ １ ０ ０ １ ０
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Ｏ ０１ ．
土粒 粒 径／ ｍ ｍ
文 中在 介绍试 验 时为 方便 表述 ， 采用 了一 些符 号进
图 ２ 土样颗粒分 析 曲线 表 １ 试验土样级 配指标
行描述 ， 其具体含义如下 ：
。 为坑塘垂直 于堤线方 向的长度 ； 为坑塘顺 堤线 ６
方 向 的长度 ； 为 渗 透 破 坏 时上 下 游 水 头差 ； 为渗 ｈ 透破 坏 时坑塘 底板 下最 大压 力水 头 ； 为渗透 破坏 时
指 标见 表 １ 。
收 稿 日期 ：０ １ ０ ２ １ — ２—１ ４；
修 回 日期 ：０ １ ０ ０ ２ １ — ３— ７
作者简 介 ： 张武 （ ９ ３一） 男 ， １８ ， 硕士 ， 助理工程师 ， 事水工设计工作 。 从
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１ ・ ２
２１ ０ １年 ４月 第 ４期
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孔 的条件 下 ， 压水 将 覆 盖 层 突破 ， 生 冒水 翻砂 等 现 承 发
象 。对 覆盖层 本 身 的渗 透 破 坏 过 程 、 坏 模 式 、 坏 机 破 破
１ ２ 试 验模 型设 计 ． 堤 基砂 样取 自北 江 的河 砂 ， 弱透 水粘 性 土覆 盖层 主 料 为膨 润 土 。试 验通 过 改 变 覆 盖 层 土 配 料 中水 的掺 量
槽 模 型试 验研 究 ， 析 了 管 涌发 生 、 展并 导致 溃 堤 的 分 发
机 理 和过 程 。
以上 试验 主要是 针 对 强 透 水 砂层 渗 透破 坏 的发 展 机理 和 过程 的研 究 ， 管 涌 问题是 在覆 盖层 没 有预 定 开 但
图 １ 试 验 设 备 布 置 示 意
堤身。
些学 者 对管 涌 问题 进 行 了大 量 试 验研 究 。如 长
江 科学 院王理 芬等 以水 泥 砂 浆 和粘 性 土模 拟 表 层 弱 透 水层 ， 研究 了荆 江 大 堤 的 管涌 问题 ＿ ； 京 水 利 科 学 研 ３南 究 院 毛昶 熙等 进行 了堤基 渗流 引起 的管 涌试 验 ， 预定 对 管 涌 口条 件下 ， 透水 砂层 的渗透 破坏 过程 及机 理进 行 强 了研 究 ； 中国水利 科 学研究 院丁 留谦 等 以有 机玻 璃 板 模 拟上 覆盖 层 ， 进行 了单 层 、 层及 三层 堤基 管 涌 砂 双
一
厚度 、 土体的抗剪强度指标 Ｃ 对渗透破坏的影响作用。 、
１ 试 验模 型设 计 制作及 试 验技 术
１１ 试 验设 备 ． 试 验设 备 由渗 透仪 水位 自动供 水控 制 系统 、 验砂 试 槽 、 像 机 等 组 成 ， 图 １所 示 。试 验 砂 槽 尺 寸 为 ： 摄 见 １５０ ｍ Ｘ１ ０ ｍ ０ ０ ｍ ００ ｍ Ｘ ０ ｍｍ（ Ｘ宽 ×高 ） ５ 长 。砂 槽 两端 各 设 置 １ ２ ０ 长 的 上 下 游 稳 水 区。上 、 游 稳 水 个 ０ ｍｍ 下 区均设 有 机玻 璃 隔板 ， 隔板 上 方 不 透 水 ， 拟 不 透 水 的 模
第 ４期 ２１ ０ １年 ４月
广 东 水 利 水 电
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Ｎｏ ４ ．
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双层堤基堤 后薄覆盖层渗透破 坏砂槽试验研究
张 武 曹 洪 周红 星 ， ，
理及 相关 影 响 因素 ， 目前 很 少 研 究 。 因此 ， 必要 对 堤 有 后覆 盖 层 的渗透 破坏 机 理及 破坏 模式 做更 深 入 的探讨 ， 以便 能 合理 、 时地 处 理 堤 后 渗 流控 制 的 薄弱 环 节 ， 及 确
保堤 防工程 的 安全 。
以及砂 的掺 量 ， 来改 变坑 塘底 薄 覆盖 层 土 的粘 聚力 与 内 摩 擦 角值 。试 验所 用土 样 的颗 粒 分析 曲线 见 图 ２ 级 配 ，
（ ．广 东省 水 利 电力规 划勘 测设 计研 究院 ， 东 广 州 ５ ０ ３ ； １ 广 １６ ５
２ ．华 南理 工 大学亚 热 带建 筑科 学 国家重 点 实验 室 ， 东 广 州 ５０４ ） 广 １６ １
摘 要： 通过砂槽模型试验 ， 模拟双层堤基堤后 坑塘 处弱透水薄覆 盖层在 水 流渗透 力作 用下的破 坏模 式 ， 究其 渗透破 坏 研
前 言
笔者 对薄覆盖 层渗透破 坏 ， 即坑 塘渗 透破 坏 ， 了双 做
层堤基 的模拟试 验 ， 不 同的坑塘 底平 面尺 寸 、 盖层 研究 覆
自古 以来 ， 洪涝 灾 害 就是 我 国危 害大 、 围广 、 生 范 发
频率 高 、 国民经 济影 响严重 的 自然灾 害 之 一 。堤 防是 对 我 国防洪工程 体 系 的重要 组 成 部分 ， 防御 洪 水 的最 后 是 屏 障。堤 防工程 的地 质条件 ， 不少为 表层 弱透 水层 ， 卧 下 强透 水砂层 的双层 堤 基 ， 在较 高水 位 时最 容 易 发 生渗 透 破坏 ＿２。 由于人 们 修 筑堤 防时 常在 堤 后 就 近取 土 ， １ Ｊ Ｉ 久 而久 之使堤后 坑 塘 密布 ， 些坑 塘 分 布 、 浅 不定 ， 成 这 深 形 堤后 的薄覆 盖层 ， 常是堤 防渗透破坏 险 隋的高 发区 。 通
张武 ， ： 等 双层堤基堤后薄覆盖层渗透破 坏砂 槽试 验研 究
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４ 试验模型剖面示意 （ 单位 ： ｍ） ｍ
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