不良级配粗粒土渗透变形的数值试验

作者：朱炳; 曹学兴; 李维朝; 邓刚^*; 张延亿; 张茵琪

来源：中国水利水电科学研究院学报, 2020, 18(03): 178-185.

DOI：10.13244/j.cnki.jiwhr.2020.03.003

• 不良级配
• 粗粒土
• 渗透变形
• 计算流体力学
• 离散元
• 耦合

针对单一粒径粗粒组和细粒组混合而成的不良级配粗粒土,采用计算流体力学与离散元耦合方法,考虑孔隙水与固体颗粒的相互作用,模拟了一定水力比降作用下的渗透变形过程,研究了细粒的运动规律,对比分析了初始细粒含量对渗透变形过程的影响。在水力比降作用下,土样中细颗粒运移会经历两个阶段,初期渗透压密,运动速度较低,之后随着渗透变形发展,渗流通道和运移通道逐步开敞,细颗粒运移速度加快。渗透变形发展过程中,土样出水口和入水口位置细粒含量降低、局部水力比降减小,而中部细粒含量增大、局部水力比降缓慢增加。当土样中初始细粒含量达到40%时,土样中部细粒含量会提高,并逐渐出现明显淤积层。土体渗透变形取决于整个渗径上的渗透稳定性,土料自身颗粒粒径几何关系确定的内部稳定性不能完全表征土体的渗透稳定性。

• 单位
  中国水利水电科学研究院; 流域水循环模拟与调控国家重点实验室; 华能澜沧江水电股份有限公司