双层堤基管涌发生发展的试验模拟与分析

利用室内试验模拟了双层堤基管涌的发生及发展过程。通过分析水头分布、流量、以及出砂量等的变化，将破坏的发生及发展归结为4个阶段：上覆层破坏前的稳定阶段、上覆层破坏阶段、上覆层破坏后的稳定阶段、整体破坏阶段。研究发现，在上覆层破坏前，上覆层承担了大部分的水头差，当上覆层破坏后，这部分水头差转由下伏砂层承担，造成下伏层水力梯度的升高，如果水力梯度超过了下伏层的临界水力梯度，则下伏层发生渗透破坏。一次渗透破坏发生后，降下上游水头，重复增加水头的过程，模拟地层在多次渗透破坏作用下，地层抵抗渗透破坏能力的变化。发现一旦渗透破坏发生后，地层再次抵御渗透破坏的能力急剧下降，多次破坏后，试样内形成贯穿上、下游的集中渗漏通道，且通道规模随着试验次数的增加而增长，若不及时采取有效措施，当通道规模发展到一定程度后，通道上部会发生塌落而使堤坝产生溃口，进而使堤坝溃决。