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摘要
长历时、高强度干旱后遭遇极端暴雨诱发旱涝急转工况，为探究旱涝急转工况对上游黏土防渗体土石坝的致灾机理，首先基于土样试验，研究了影响黏土干缩裂缝扩展的关键因素，分析了干缩裂缝萌生、扩展演化过程；随后通过离心模型试验，明晰了旱涝急转下黏土防渗体缺陷产生至诱发工程失事的演进行为。研究结果显示，土体高初始含水率虽能限制干缩裂缝的产生，但也会在裂缝出现后造成土体内部出现高水势梯度，从而加快裂缝发育。离心模型试验中旱涝急转第一阶段的干旱过程使得黏土防渗体土体基质渗透性明显降低，但干旱引起的干缩裂缝减小了黏土防渗体有效渗径，削弱了黏土防渗体防渗性能；第二阶段的极端降雨造成库水位快速增长，导致含裂缝黏土防渗体发生了水力劈裂，裂缝贯穿防渗体使其完全丧失防渗性能。研究成果厘清了黏土斜墙坝材料性能改变-裂缝孕育险情-降雨触发灾变的旱涝急转工况致灾路径。
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单位南京水利科学研究院
