复杂条件下砂土内部侵蚀机理及其对渗透性的影响

发布时间：2021-12-01 21:12

　　砂土内部侵蚀引发的工程事故数见不鲜,诸如堤坝溃决诱发洪水淹没城镇乡村、基坑坍塌导致周边建筑破坏、隧道破坏引起路面塌陷等,往往造成重大的经济损失和人员伤亡。针对砂土内部侵蚀的两种典型模式——管涌和流砂,本文通过自行研制的三轴侵蚀试验装置开展大量试验,研究这两种典型的砂土内部侵蚀机理及其对渗透性的影响,具有一定的科研价值和应用前景。主要研究内容包括:研制一套新型三轴侵蚀试验装置,可供开展管涌和流砂两种试验研究。试验装置的围压控制系统可模拟土体受力状态;供水系统可实现侵蚀水头长期稳定;三轴压力室系统可实现两种流失模式:全断面流失和集中流失;收集系统可实现侵蚀量和渗透系数的测量,具有自动固液分离、连续采集数据的特点。开展了5种水力梯度和3种高岭土含量下的管涌试验。管涌发展过程中,试样的渗透系数和高岭土流失浓度随着水力梯度增大而增大,高岭土含量越小,这种现象越明显。同时,试样的渗透系数随着高岭土含量增加而明显下降,但高岭土含量对其流失浓度的影响只在水力梯度较大时明显。其次,试样发生管涌后的三轴试验表明,随着高岭土含量和水力梯度增大,试样应变软化和体胀现象逐渐减弱。另外,高岭土含量为10%时,残留...

【文章来源】： 华侨大学福建省

【文章页数】：143 页

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号对照表
第1章 绪论
    1.1 研究的背景与意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 管涌与流砂的定义
        1.2.2 侵蚀试验装置的研究概况
        1.2.3 土体内部侵蚀试验的研究概况
    1.3 当前研究存在的问题
    1.4 研究内容
    1.5 技术路线
第2章 新型三轴侵蚀试验装置的研制
    2.1 引言
    2.2 三轴侵蚀试验装置
        2.2.1 围压控制系统
        2.2.2 供水系统
        2.2.3 三轴压力室系统
        2.2.4 收集系统
    2.3 三轴侵蚀试验装置的特点
    2.4 侵蚀量的计算公式
        2.4.1 管涌的侵蚀量计算公式
        2.4.2 流砂破坏的侵蚀量计算公式
    2.5 校准
    2.6 本文所选用的试验材料及预试验结果
        2.6.1 试验材料
        2.6.2 常规土工试验
        2.6.3 流砂破坏的预试验
    2.7 本章小结
第3章 不同水力梯度的人工砂性土管涌试验研究
    3.1 引言
    3.2 试验内容
    3.3 试验步骤
    3.4 试样的渗透稳定性评估
    3.5 试验现象与分析
        3.5.1 管涌过程中试样渗透性的变化规律
        3.5.2 管涌过程中高岭土的流失机制
        3.5.3 管涌后试样的应力-应变关系
        3.5.4 管涌后试样中残留高岭土数量的分布情况
    3.6 本章小结
第4章 不同高岭土含量的人工砂性土管涌试验研究
    4.1 引言
    4.2 试验内容
    4.3 试验现象与分析
        4.3.1 管涌过程中试样渗透性的变化规律
        4.3.2 管涌过程中高岭土的流失机制
        4.3.3 管涌后试样的应力-应变关系
        4.3.4 管涌后试样中残留高岭土数量的分布情况
    4.4 本章小结
第5章 不同水力梯度的砂土流砂破坏试验研究
    5.1 引言
    5.2 试验内容
    5.3 试验的相似准则计算
    5.4 试验步骤
    5.5 试样的渗透稳定性评估
    5.6 试验现象与分析
        5.6.1 试样流砂发展的定性描述
        5.6.2 流砂过程中石英砂的流失机制
        5.6.3 流砂过程中试样渗透性的变化规律
    5.7 本章小结
第6章 不同渗漏孔径的砂土流砂破坏试验研究
    6.1 引言
    6.2 试验内容
    6.3 试验现象与分析
        6.3.1 流砂过程中石英砂的流失机制
        6.3.2 流砂过程中试样渗透性的变化规律
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]地下工程涌水涌砂诱发的沉降试验研究 [J]. 刘成禹,张翔,程凯,陈博文.  岩土力学. 2019(03)
[2]粗粒土渗透损伤特性试验研究 [J]. 袁涛,蒋中明,刘德谦,熊小虎.  岩土力学. 2018(04)
[3]地下工程漏水漏砂灾害发展过程的试验研究及数值模拟 [J]. 郑刚,戴轩,张晓双.  岩石力学与工程学报. 2014(12)
[4]双层堤基管涌破坏过程中上覆层渗透破坏发生发展的试验与分析 [J]. 陈建生,何文政,王霜,何海清.  岩土工程学报. 2013(10)
[5]厚松散层薄基岩采动诱发水砂流运移特征试验 [J]. 杨伟峰,吉育兵,赵国荣,沈丁一.  岩土工程学报. 2012(04)
[6]土体渗透稳定性判定准则 [J]. 常东升,张利民.  岩土力学. 2011(S1)
[7]隧洞开挖过程中渗透破坏细观机制研究 [J]. 倪小东,王媛,陆宇光.  岩石力学与工程学报. 2010(S2)
[8]粉砂地基深基坑渗透破坏研究 [J]. 冉龙,胡琦.  岩土力学. 2009(01)
[9]粉砂地基深基坑工程土体渗透破坏机理及其影响研究 [J]. 胡琦,凌道盛,陈仁朋,陈云敏,贾官伟.  岩土力学. 2008(11)
[10]近松散层采煤覆岩采动裂缝水砂突涌临界水力坡度试验 [J]. 隋旺华,蔡光桃,董青红.  岩石力学与工程学报. 2007(10)



本文编号：3527065