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1、104低溫建筑技術(shù)2015年第12期(總第210期)·凍土與地基基礎(chǔ)·DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．12．037充氣截排水影響因素數(shù)值模擬錢文見，尚岳全，朱森俊(浙江大學建筑工程系，杭州310058)【摘要】充氣截排水通過向坡體后緣注入高壓氣體驅(qū)替部分地下水，形成非飽和區(qū)域，降低土體的滲透性，大大減少邊坡后緣向邊坡前緣的入滲量，降低潛在滑坡體內(nèi)地下水位。土體中多孔介質(zhì)的多相滲流問題很復雜，模擬技術(shù)往往是一種重要的研究方法。本次利用巖土工程軟件Ceo—Studio對影響充氣截排水的部分因素
2、進行了模擬，研究了充氣點上覆土層厚度以及滲透性大小對截排水效果的影響。結(jié)果表明：模擬結(jié)果顯示，充氣截排水確實能起到截排后緣來水，降低坡體地下水位線的作用；充氣點上覆土層在一定厚度范圍內(nèi)，厚度越大，其效果越好。超過該厚度范圍，則截排水效果反而變差；充氣點上覆土層滲透性對截排水效果有重要影響，且滲透性越小，截排水效果越好。【關(guān)鍵詞】滑坡；地下水；充氣截排水；數(shù)值模擬【中圖分類號】TU471．5【文獻標識碼】B【文章編號】1001—6864(2015)12—0104—030引言向潛在滑坡區(qū)的入滲量，從而提高坡體的穩(wěn)定性。基
3、降雨入滲導致坡體地下水位上升進而誘發(fā)滑坡于非飽和土滲流理論，通過向坡體后緣一定區(qū)域內(nèi)充的發(fā)生已經(jīng)成為共識。降雨入滲主要以兩種方式對邊氣，在滑坡區(qū)后緣形成非飽和帶，可快速構(gòu)建截水帷坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響?：①雨水對邊坡土體起到加載作幕，達到截排水目的，這對于滑坡?lián)岆U工作尤為重要，用，使得土體含水量增加，重度變大，使得滑移面的剪可為滑坡治理工程的實施爭取寶貴時間。應力增大；②改變坡體的力學性能，導致內(nèi)聚力下降，充氣截排水技術(shù)就是通過在邊坡的中上部潛在抗剪強度降低。因此，長期以來人們一直很重視邊坡滑坡區(qū)外圍，鉆探形成壓氣孔，向坡
4、體壓人高壓氣體，排水工作。傳統(tǒng)的排水措施如地表排水溝、排水盲溝、形成經(jīng)氣水置換的局部非飽和區(qū)域，減少上游坡體地水平排水孔和地下排水洞等，都是利用水的重力勢能，下水流向潛在滑坡區(qū)。目前充氣截排水技術(shù)仍處于探將高水位的水排到低位區(qū)。對邊坡的排水環(huán)境要求較索研究階段，充氣點上覆土層對截排水效果的影響是高。實際工程中，許多邊坡很難提供有利的地形條件，需要解決的內(nèi)容。由于土層是由三相體構(gòu)成的復雜混使得排水措施的有效性難以保證，也無法控制截排水合體，當前對巖土體中氣、水滲流問題的研究通常采用的速度來形成快速有效的截排水系統(tǒng)。數(shù)值
5、模擬的方法。本次正是借助數(shù)值模擬針對影非飽和土滲流理論研究’相對比較成熟，許迪響截排水效果的上覆土層進行分析探討。和A．Memoud_矛0用經(jīng)典的土壤持水模型CP推得1氣液兩相流相關(guān)理論了導水率隨飽和度的變化關(guān)系式，提出土的滲透系數(shù)土體是由氣液固組成的復雜三相體，氣體和液體具有隨飽和度降低而快速下降的性質(zhì)，因此，可以根據(jù)在土體中的流動遵循相應的流動方程。在穩(wěn)態(tài)以及瞬此理論往土中注氣驅(qū)替部分地下水形成非飽和區(qū)域態(tài)下，液體在土壤空隙中的流動是遵循達西定律的。發(fā)揮其阻滲的作用。這種構(gòu)思在相關(guān)領(lǐng)域的應用研究達西定律微分形式為
6、：中已有初步成果，如含水層地下儲氣庫的建造、曝kk．：一Vcp(1)氣法處理土壤以及地下水中污染物、壓氣新奧法隧f道施工等領(lǐng)域都是利用氣排水原理，其核心思想就式中，為勢函數(shù)(即相應的孔隙壓力)；為絕對是通過在飽和土體內(nèi)充氣，氣體驅(qū)替土體孔隙中的水，滲透率；為相對滲透率；為黏度，i=或g，分別代使飽和土變成非飽和土。表水相、氣相。式中的相對滲透率與絕對滲透率滿足如許多邊坡后緣具有廣闊的匯水區(qū)域，降雨產(chǎn)生大下關(guān)系：量雨水都以入滲方式到達坡體前緣，提高潛在滑坡區(qū)k：(2)的地下水線。利用氣排水原理在潛在滑坡區(qū)后緣充氣[(1
7、+)]構(gòu)建非飽和截水帷幕，降低土體滲透性，減少坡體后緣式中，為基質(zhì)吸力；n，n，m為擬合經(jīng)驗參數(shù)，其【基金項目]國家自然科學基金資助項目(41372277)；“十二五”國家科技支撐計劃(1220BAK10B06)106低溫建筑技術(shù)2015年第l2期(總第210期)在滑坡區(qū)的地下水位線降低到一定程度。如果土層2通過以上對上覆土層厚度以及滲透性大小對截很厚，則土層2仍會浸在水位線里面，由于土層2的滲排水效果影響的分析，可以為充氣截排水中充氣點位透性很小，加上充氣時間相對較短，較難將土中的水分置的選擇提供指導。驅(qū)走，反而因
8、為充氣壓力作用抬升了水位線，產(chǎn)生圖23結(jié)語中所示結(jié)果。因此在實際中充氣點位置選擇時，要考充氣截排水作為一項治理邊坡的輔助新技術(shù)，具慮上覆土層厚度對截排水效果的影響，避免因為土層有廣闊的發(fā)展前景。在土體二項滲流理論的基礎(chǔ)上，厚度過后，產(chǎn)生不利的后果。利用巖土工程軟件Geo—Studio對影響充氣截排水效2．2上覆土層的滲透性對截排水效果的影響。果
