充气位置及压力对边坡截排水效果的影响

充气截排水主要依据非饱和渗流理论,通过向坡体后缘压入气体驱除部分地下水,形成非饱和帷幕带,降低土体的渗透性,截排斜坡后缘地下水的入渗,降低潜在滑坡体内地下水位。多孔介质的多相渗流问题相当复杂,模拟技术往往是有效的研究方法。笔者以试验得到的地下水位及渗流量为基础进行数值反演分析,得到土质参数,构建数值计算模型,研究不同充气位置对边坡潜在滑坡区地下水位的影响。结果表明:在坡体后缘压入气体能够降低潜在滑坡区的地下水位线;在坡体后缘充气时,充气点放置在距离潜在滑坡区较近的位置时,截排水效果更好;充气点充气压力越大,潜在滑坡区的地下水位线下降得越多;选择充气点深度时,宜选择较深的充气深度,这样能够选择较大的充气压力。

粉质黏土透水性与透气性模型试验研究

通过饱和渗透性结合土水特性曲线可以预测土在非饱和状态下的渗透性,饱和渗透性一般通过渗透性试验得到。岩土工程中需要判断不同土质在非饱和状态下的渗透性,如果都通过试验获得,将会费时费力。与饱和渗透性相比,导气率的测量是简单的,通过导气率预测饱和渗透性显然更有效率。Loll和Moldrup等人对田间土壤进行了试验,发现导气率和饱和渗透性之间存在对数线性关系,提出并通过导气率预测了饱和渗透性。由于对数线性关系中的参数受土质影响很大,没有统一的公式。在前人研究基础上,试验对粉质黏土进行了研究。粉质黏土的渗水和渗气均存在一个起始压力,超过起始压力后,导气率随入渗气压力呈线性关系;饱和渗透性和导气率呈对数线性关系;干土状态下的导气率比饱和渗透性大2～3个数量级。得到的结论可为在粉质黏土中利用导气率预测饱和渗透性提供指导。

充气截排水位置及压力选择数值模拟

充气截排水技术是利用气排水理论通过向坡体后缘部位钻探成孔,注入高压气体驱替部分地下水,形成非饱和区域,降低土体的渗透性,大大减少边坡后缘向边坡前缘的入渗量,降低潜在滑坡体内地下水位线,达到提高坡体稳定性的目的。对多孔介质中多相渗流问题的研究是很复杂的,数值模拟作为一种重要的研究手段也是常常利用的研究方法。利用岩土工程软件Geo-Studio对充气截排水技术的相关因素进行了数值模拟,研究了在坡体后缘中充气点位置的选择以及充气压力选择的问题。模拟结果表明:利用充气截排水技术提高坡体稳定性的做法是可行的;当充气点位置靠近潜在滑坡区时,充气截排水能得到更好的效果;充气压力越大,坡体稳定性系数提高越大。

充气截排水影响因素数值模拟

充气截排水通过向坡体后缘注入高压气体驱替部分地下水,形成非饱和区域,降低土体的渗透性,大大减少边坡后缘向边坡前缘的入渗量,降低潜在滑坡体内地下水位。土体中多孔介质的多相渗流问题很复杂,模拟技术往往是一种重要的研究方法。本次利用岩土工程软件Geo-Studio对影响充气截排水的部分因素进行了模拟,研究了充气点上覆土层厚度以及渗透性大小对截排水效果的影响。结果表明:模拟结果显示,充气截排水确实能起到截排后缘来水,降低坡体地下水位线的作用;充气点上覆土层在一定厚度范围内,厚度越大,其效果越好。超过该厚度范围,则截排水效果反而变差;充气点上覆土层渗透性对截排水效果有重要影响,且渗透性越小,截排水效果越好。