成都山地所研究生来站开展不同渗流效应作用下坝坡稳定性实验研究
坡坝是降水、地震等原因诱发滑坡堵塞河道后形成的天然土石堆积体。滑坡坝通常具有物质组成松散、颗粒级配不均匀、内部结构复杂且外部形态迥异等特点,当堰塞湖水头较高时,滑坡坝极易发生渗流,进而导致滑坡坝失稳破坏。据统计,41%的滑坡坝会在1周乃至更短的时间内发生溃决,80%的滑坡坝在一年内会发生溃决。中国是滑坡坝溃决洪水灾害的高发区,截止2020年,有明确记录的1737处滑坡坝中,791处位于中国。由滑坡坝失稳破坏产生的溃决洪水灾害给中国人民带来了巨大的经济损失和人员伤亡。其中,坝体渗流对滑坡坝稳定性的影响不可忽视。
2022年6月24日至8月21日,成都山地所研究生阮合春及李霄来站展开大尺度堰塞坝漫顶溃决实验。课题拟定考虑坝高、坝顶宽度、来水流量、下游坡角、颗粒级配、库容7个变量。其中,针对颗粒级配,将根据野外土样参数,通过改变粗颗粒与细颗粒组两组粒组的占比设不同级配。另外,为了更加深入研究渗流对滑坡坝稳定性的影响,本文分别加入了无渗流滑坡坝、泥石流坝等特殊工况用于对比分析;此外,考虑到渗透管涌形成后对坝体内部渗流的发展变化,拟定于坝体不同位置处布设渗流管道,用于模拟渗流通道贯通后坝体渗流过程。
滑坡坝的失稳过程是一个渗流场与应力场相互耦合作用的复杂过程,伴随着渗流的不断发展,土体的抗剪强度、含水率发生变化的同时,在坝中土体孔隙水压变化的共同影响下,坝中土体应力分布不断发生变化,滑坡坝的失稳进程一定程度上受到影响。实验结果表明,坝体渗流对于坝坡稳定的影响并不是简单的伴随渗流程度的增长而坝坡稳定发生线性下降,而是更为复杂的耦合作用关系。