土工膜界面动力剪切特性数值模拟及应用

利用改装的土石料大型剪切仪对土工膜-砂砾石界面开展循环剪切试验,获得土工膜界面在不同竖向压力下的滞回曲线、主干线和阻尼比曲线,建立相应的剪切劲度和等效阻尼比数学模型。在此基础上对循环剪切试验开展有限元数值模拟,所得计算结果与试验值总体吻合较好,合理反映了土工膜界面循环剪切过程的非线性和滞后性,验证了所建土工膜界面本构模型的正确性。进一步将模型应用于土工膜防渗土石坝的抗震分析中,计算得到的坝面土工膜的动位移、加速度、动主拉应变和动主拉应力符合一般规律,表明所建本构模型用于土工膜防渗土石坝抗震分析是正确可行的。     

上覆压力下深厚覆盖层潜蚀发展过程试验研究

为研究深厚覆盖层内防渗墙端部土体潜蚀发生发展规律,开展了不同上覆压力作用下深厚覆盖层内防渗墙端部土体的潜蚀模型试验研究。通过在防渗墙端部设置可示踪移动的彩砂区来直观反映潜蚀发展过程中细颗粒的运移轨迹,并以内部渗透梯度、渗流量为指标详细描述了土体潜蚀发生发展破坏的全过程。试验结果表明:不同上覆压力作用下深厚覆盖层内防渗墙端部土体潜蚀发展过程可分为渗透稳定阶段、发生阶段、发展阶段和破坏阶段;上覆压力越大,潜蚀发生时上下游水头差越大,且潜蚀发生—发展—破坏时上下游水头差与上覆压力呈线性关系。研究发现,在试验条件下,发生运移的细颗粒粒径主要在2 mm以下,上覆压力越大细颗粒向下游运动的距离越长,说明潜蚀发生时细颗粒的运移规律具有一致性。但不同上覆压力作用下,土体发生潜蚀的临界坡降不同,且渗径略有差异。