砂性土细颗粒起动临界水力坡降计算方法

作者：王明年; 江勇涛; 于丽^*; 董宇苍; 段儒禹

来源：岩土力学, 2020, 41(08): 2515-2524.

DOI：10.16285/j.rsm.2019.1452

• 渗流
• 潜蚀
• 细颗粒流失
• 细颗粒起动
• 临界水力坡降
• DEM-CFD耦合

地下水渗流作用下内部不稳定砂性土将发生潜蚀现象,潜蚀作用引起的土体渗透破坏会对土工建筑物或地基造成不良影响。考虑土体有效应力和细颗粒应力折减,建立渗流场中细颗粒受力模型,根据极限受力平衡状态得到潜蚀过程中砂性土细颗粒起动临界水力坡降计算公式,并通过DEM-CFD耦合方法以及现有试验数据进行验证。结果表明:砂性土中细颗粒以滚动方式起动,起动临界水力坡降受渗流水流、土体特性以及颗粒自身特性共同影响;砂性土表层细颗粒起动临界水力坡降受埋深影响较大,埋深1 cm的细颗粒最高、最低起动临界水力坡降相差10.169%,埋深10 cm时差异减少至1.061%。该计算方法与数值模拟和渗流试验结果的最大标准误差分别为6.038%、11.211%,可以较为准确地预测砂性土细颗粒起动临界水力坡降。

• 单位
  西南交通大学; 土木工程学院