邊坡軟式透水管排水機(jī)理及淤塞效應(yīng)研究 工程建設(shè)往往因為空間利用,城市規(guī)劃等需要對山體進(jìn)行開挖支護(hù),形成的邊坡工程作為 性服役設(shè)施,其長期穩(wěn)定性問題日益突出.地下排水系統(tǒng)作為邊坡工程的重要組成部分,對于保持邊坡的穩(wěn)定性發(fā)揮著至關(guān)重要的作用.針對福建省典型的殘積土邊坡,利用室內(nèi)邊坡物理模型試驗,對其在后緣補(bǔ)給充分情況下深層軟式透水管的排水與淤塞效應(yīng)展開研究;結(jié)合Plaxis有限元數(shù)值模擬對軟式透水管作用下的邊坡排水效果進(jìn)行模擬分析,獲得各種透水管布設(shè)工況下邊坡滲流場變化規(guī)律;在室內(nèi)邊坡模型試驗及有限元數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,借助先進(jìn)的數(shù)碼顯鏡設(shè)備及量測方法對透水管排泄速度,淤塞質(zhì)量增加量及透水管表面土工織物淤塞面積進(jìn)行觀測來研究透水管淤塞程度的發(fā)生,發(fā)展及演化規(guī)律,獲得主要成果如下:

(1)模型兩側(cè)邊界土體滲水較快,中部次之;底部和后緣滲水較快,中部土體飽水較為緩慢,主要原因在于邊界的約束效應(yīng)以及滲流通道決定的;

(2)不同傾角的透水管對邊坡的滲流場影響顯著.透水管傾角較緩,土體滲流首先匯集,而隨著滲流不斷帶走細(xì)顆粒,滲流通道加大,土體密實度下降.排水后期低傾角比高傾角部位滲透強(qiáng)度大幾十倍;

(3)透水管下端封堵對排水效果增大影響顯著.當(dāng)坡體后緣給水量一定時,地下水流優(yōu)先往滲透性較好的通道排泄,坡體其他部位滲流強(qiáng)度相對變小,而該有利排泄通道受到的滲透破壞也較嚴(yán)重;

(4)數(shù)值分析結(jié)果顯示:邊坡后緣地下水位抬升,透水管孔長的增大,透水管下端封堵能夠有效提高透水管導(dǎo)水能力;透水管孔徑增大對排泄能力影響較小;透水管布設(shè)高程與打設(shè)角度(仰角)需考慮兩者的布置對透水管與地下水位線之間相對位置的影響,透水管越深入后緣豐富地下水,調(diào)控的范圍越大,導(dǎo)水能力發(fā)揮越好;

(5)軟式透水管使用時間,排泄速度及水頭變化周期對透水管淤塞程度的影響規(guī)律基本呈現(xiàn)出排水初期淤塞增長較快,隨著土體內(nèi)細(xì)顆粒不斷被水流攜帶走,能夠被滲透水流攜帶走的顆粒越來越少,故淤塞程度呈現(xiàn)逐漸衰弱的回歸趨勢;

(6)軟式透水管淤塞的實質(zhì)是土體內(nèi)細(xì)顆粒運移的結(jié)果,在具有一定可度的淤塞程度范圍內(nèi),軟式透水管仍能夠發(fā)揮有效排水的功能.。