不同层间系数条件下双层地基潜蚀可视化试验研究

作者:罗玉龙; 李澳; 张海彬; 张兴杰; 游春华; 袁小龙; 盛金昌; 王惠民
来源:岩石力学与工程学报, 2023, 1-10.
DOI:10.13722/j.cnki.jrme.2022.1202

摘要

地层结构显著影响潜蚀的发生发展过程,然而,目前大部分研究多集中在单一土体发生潜蚀的几何条件与水力条件方面,很少考虑地层结构的影响。本文针对实际工程中常见的地基结构--双层强透水地基,上层由内部稳定土体组成,充当反滤层,下层为内部不稳定土体,利用自行研制的基于平面激光诱导荧光技术的潜蚀可视化试验装置,开展了不同层间系数条件下双层地基潜蚀可视化试验研究,重点探讨层间系数对潜蚀发生发展过程的影响机制。试验结果表明:上层土体能够显著提高下层土体潜蚀发生临界坡降和破坏坡降,其与层间系数近似呈负相关关系,层间系数越小,潜蚀发生临界坡降和破坏坡降越大。层间系数对双层地基颗粒运移模式及破坏模式均有显著影响。层间系数小于等于5时,下层土体中运移流失的细颗粒聚集淤堵在接触面,最终导致接触面附近出现明显的拉裂破坏;层间系数大于5时,上层土体不能有效保护下层土体,下层土体中运移出来的细颗粒大量进入上层,最终下层土体发生潜蚀破坏。基于试验成果,提出了适用于被保护土体为内部不稳定土的反滤层设计方法,并利用已有文献试验成果验证了该方法的有效性和可靠性。

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