堰塞坝体材料渗透特性及其稳定性研究

堰塞坝是由于崩塌、滑坡、泥石流等形成的天然坝体，不同于人工土石坝，堰塞坝坝体结构松散，颗粒级配不均匀，在较高水头作用下坝体可能发生渗透破坏而导致溃坝，严重威胁下游人民群众的生命及财产安全。由于堰塞坝存在较大粒径颗粒，常规的渗透试验装置难以满足要求，本文研制了直径为60cm的大直径渗透试验仪，进行了不同堰塞坝级配材料的渗透破坏试验，并探讨了堰塞坝体材料渗透特性的主要影响因素。研究发现：（1）堰塞坝材料的渗透破坏形式取决于材料级配，粗颗粒含量较多时为管涌破坏，细颗粒含量较多或粒径缺失时为流土破坏；（2）堰塞坝渗透系数随干密度的增大而减小，主要取决于细料填充粗料孔隙的程度，单独使用不均匀系数或曲率系数不适用于评价渗透系数的变化；（3）基于试验数据提出了用于堰塞坝渗流破坏形式的判别公式，并推导出堰塞坝管涌破坏的临界水力坡降计算公式