河床透水层暴露深度对悬挂式防渗墙防渗效果的影响

第６ 期
刘光磊 ， 等
河 床透水层暴露深度对悬挂式 防渗墙 防渗效果 的影 响
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（） ａ 俯视 图
出水 一 ＝ 孚 瓣 水 位 进水／ 出水 口 粉质 土层
远处溢
｝
口
瓤
喀
葺 ｌ 毫
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塑料排水板
总挂式防渗墙
细砂层
、Ｆ 排测压管
摘 要 ：对二元 结 构堤 基 中悬挂 式 防渗墙 防止 渗透 变形 的发 生、 发展过 程进 行 了模 拟试 验研 究 ， 通过 改 变塑料 排 水板深入 细砂 层 深度 ， 拟 河床 透 水层 暴露 深度对 悬挂 式防渗 墙 防渗 作 用的影 响 ， 模 得到 了研 究区域 内临界 水 头、 坏 水 头、 破 渗流 量等数 值 以及 渗透 变形发 展 过程 的特征 现 象 ． 试验 结果表 明 ， 着河床 透水层 暴 露深度 的逐 步增加 ， 流场发 生 了变化 ， 随 渗 渗透 变形 的发 生和发展 都更加 容 易 ，
渗之 间 的情 况较 为普遍 ．
由于 目前河床透水层暴露深度对渗流场和悬挂式防渗墙控制作用影响的研究极少 ， 本文主要针对较为
普遍 的二元 结构 堤基 ， 即上 、 ２ 分别 为弱 透水性 的黏性 土 和强 透水 性 的细 砂 土 ， 下 层 通过 模 拟改 变 河床 透 水 层暴 露深度 的室 内砂槽 试 验 ， 究在 有悬 挂式 防渗墙 的情况 下 ， 研 渗透 变形 的发生 和发展 以及相 关情 况 ．
第 ３ 卷第 ６期 ９
２１ 年 １ 月 ０１ １
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊｕｎｌ ｆ ｏａ Ｕ ｉ ｒｔ（ ａ ｒｌ ｃｅｃｓ ｏｒａ ｏ ｈｉ ｎｖ ｓｙＮ ｔａ Ｓｉ ｅ） Ｈ ｅｉ ｕ ｎ
Ｖ０ ． ９ Ｎｏ ６ １３ ．
ＮＯ ２ １ Ｖ． ０１
ｄｏ ６ Ｃ ：
０． ６ｍｍ １
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收稿 日期 ： ０ ０ ０ —４ ２ １ —９ ２ 作者简介 ：刘光磊 （９７ ， ， １７ 一） 男 河南邓州人 ， 工程师 ， 硕士 ， 主要从事岩土工程渗流研究 ．－１１ｌ ｇａｇ ｉ ＠ｈｕ ｅｕ ｃ ＥＨ ｉ ｉ ｕｎｌ０ ａ ：ｕ ｅ ７ ｈ ．ｄ －ｎ
Ｄ ：０ ３７ ／ ． ｓ ． ０ —９ ０ ２ １ ．６ ０７ ＯＩ １ ．８６ ｊｉ ｎ １ ０ １８ ．０ １０ ．１ ｓ ０
河 床 透 水 层 暴 露 深度 对 悬 挂 式 防渗 墙 防渗 效 果 的影 响
刘光磊 王保 田２李守德２ ， ，
（． １ 中铁十一局集团城市轨道 工程 有限公 司 ， 湖北 武汉 ４ ００ ； ． ３００ ２ 河海大学岩土工程科学研究所 ， 江苏 南京 ２０９ ） １０ ８
悬挂式防渗墙的防渗作用有所减弱 ， 而渗流量受其影响不大， 当河床透水层暴露达到一定深度后 ，
其 影响将 趋 于稳 定 ．
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关键词 ： 悬挂式防渗墙 ； 二元结构堤基 ； 渗透变形； 河床 ； 透水层 ； 模型试验 中图分 类号 ：Ｖ３ Ｔ １１ 文献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ：００ １８（０ １０—６２ ０ １０ —９０ ２１）６０８ —５ 研究表明， 同的河床透水层暴露深度对二元结构堤基 的渗透变形发生 、 不 发展以及流量都有影 响… 堤 １．
１ 模 型 结构 及 试 验 操 作 步 骤
室 内试 验所 采用 的渗 流模 型设计 如 图 １ 示 ， 所 其长 、 、 高 宽分别 是 ２０ ｍ，０ ｃ １ ｃ 在从 左侧 起 ４ ｃ ０ ｃ １０ ｍ，０ ｍ． ０ｍ 处设 进水装 置 ， 通过其 上 阀 门的开 闭来 调 节上游 水位 ， 调节 问距 为 ５ ｍ． 距左 侧 １０ ｍ和 １８３／ 分别设 置 ｃ ０ｃ ９（ １ １处 ／
有直径 ２ ｍ的圆形渗流出口， ｃ 为出水 口和远处溢出口． 出水 口 是模拟堤脚 附近存在的薄弱环节或管涌口， 远
处溢 出 口是模 拟无穷 远处 的渗 流 出 口． 了方 便 观察 土 的渗透 变 形 过程 ， 验 仪器 采 用 １ｍ厚 的透 明有 机 为 试 ｃ
玻璃加工而成 ． 在仪器一侧距顶部 ２ ｃ ０ ｍ和 ４ ０ ｍ处各设一排测压管 ， ｃ 以监测沿程水位的变化情况 ． 此外 ， 还 设有 饱 和装置 ， 供试 验前 饱和 土样之 用 ．
基 地层 结构 一般 不会改 变 ， 而河 床透水 层暴 露深度 却会 由于 人为或 自然 原 因而发生 变化 ． 通常 在进行悬 挂 式
防渗墙 的设计施工时 ， 不会考虑河床透水层暴露深度的影响． 前进行的悬挂式防渗墙的模拟试验研究都是 ， 目 针对防渗墙体本身和堤基下游各影响因素的研究Ｉ 并且是在上游人渗流量 固定情况下进行的 ． ２Ｊ －， ３ 入渗方式 大致可 以概括 为 ２ ：ａ“ 人渗 ” 种 （）点 方式 ［６， ４］上游 临 水 面位 于 强透 水 层顶 部 ；ｂ “ 行人 渗 ” 式 ［１ ， － （ ）平 方 ７４ 即模 －ｊ 型入水结构深入到设备底部 ， 整个强透水层一侧临水 ． 据堤基现场探测地质资料显示 ， 介于点人渗和平行人
试验模 拟 二元结 构堤 基 ， 型下层 ８ 模 ５ ｍ填筑 具 强透 水 性 的细 砂 层 ， ｃ 上层 填 筑 １ ５ ｍ具 有 弱透 水性 的粉 ｃ 质黏 土 ． 为保证 室 内试验 和现场 情况 一致 ， 上述 ２种 土均取 自于长 江大 堤南京 段 ．
由图 ２ 分析可知 ， 上层覆盖粉质黏土颗粒分析 曲线较为平缓 ， 明其级配不均匀 ， 说 且基本粒径均小 于 ００５ ｍ， ． ｍ 容易形成密实土体 ， ７ 起到封水作用 ， 相应的其渗透系数也较小 ． 细砂土的颗粒分析曲线呈台阶型 ， 基本粒径都大于 ００５ ｎ 级配不 良而咬合力较小 ， ． ｍｌ ７ ， 容易发生渗透破坏 ， 其渗透系数也大 ． 细砂土的不均匀系数 ：