无黏土内部侵蚀机理及影响因素的试验研究

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土体内部侵蚀是指位于骨架粗颗粒间隙中的细颗粒在渗流作用下发生运移,使得土体内部结构和水力特性发生变化的现象,是造成砂砾石地基和堤防结构破坏的主要原因之一,为了研究无黏土在渗流作用下的内部侵蚀机理及其影响因素,本文针对间断级配的砂砾石利用柔性壁渗流装置进行了室内模型试验,主要研究内容与试验成果如下:(1)结合本试验所使用柔性壁渗流装置的特点,针对所选间断级配砂砾石进行了预试验,通过不断调整粗细颗粒范围获得了最易出现侵蚀现象的颗粒级配形式,然后逐步改变试验的影响因素,获得了扩散、潜蚀、管涌3种不同程度的侵蚀现象。(2)分析具有代表性的渗流试验组,分别对扩散、潜蚀、管涌现象进行了阐释,归纳总结正式试验组,通过特征参数指标如流速变化、体积收缩、竖向位移、出砂称重等对三类侵蚀现象进行量化区分,认为体积收缩和竖向位移是区分3类侵蚀现象的重要指标。(3)利用柔性壁渗流装置,分别开展了不同细颗粒含量、周围压力、各级渗流时间影响下的渗流侵蚀试验,基于试验结果,通过单一变量的方式分析了各影响因素下的出口流速、细颗粒流失量、体积收缩、竖向位移在渗流侵蚀过程中的变化规律。(4)通过对比分析试样各分层侵蚀前后的级配变化情况以及不同细颗粒流失量下的试样变形,从土体内部结构变化的角度分析了土体渗流侵蚀规律,最后针对不同细颗粒含量的试样,分别在渗流侵蚀前后进行了三轴排水剪切,揭示了渗流侵蚀对无黏土的力学性质影响。
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