黏性土-结构接触面剪切变形时的渗透机理分析

作者：刘千惠; 王翔南; 湛正刚^*; 于玉贞; 吕禾

来源：水力发电学报, 2021, 40(09): 113-121.

• 接触黏土
• 土-结构接触面
• 渗流机理
• 高土石坝

高心墙堆石坝在心墙和岸坡混凝土垫层间常设有一层接触黏土。这层接触黏土在缓解心墙与混凝土之间较大的不协调变形的同时还应具有较强的抗渗能力。接触面附近土体在高水头作用下产生大剪切变形,处于复杂的应力、变形和渗流状态。工程界普遍对此处是否更容易发生渗透破坏抱有疑问。接触面剪切-渗流试验的结果显示,在土体与结构之间发生较大剪切错动的情况下,渗透性呈现减小的趋势,但对其机理尚不清楚。本文在Biot固结理论的基础上,结合剪切渗透系数模型反映物理状态和变形对渗流场的影响,利用接触面单元反映试验中不同部件之间的接触关系,建立多体-多场耦合分析方法,对接触面剪切-渗流试验进行了数值模拟。通过分析计算结果,揭示了在接触面剪切-渗流的过程中,土体内部的应力-变形和孔隙比的演化过程以及渗透特性的内在机理。

• 单位
  水沙科学与水利水电工程国家重点实验室; 清华大学; 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司