邊坡軟式透水管排水機理及淤塞效應研究 工程建設往往因為空間利用,城市規(guī)劃等需要對山體進行開挖支護,形成的邊坡工程作為 性服役設施,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,對其在后緣補給充分情況下深層軟式透水管的排水與淤塞效應展開研究;結合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行模擬分析,獲得各種透水管布設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)值模擬的基礎上,借助先進的數(shù)碼顯鏡設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度相對變小,而該有利排泄通道受到的滲透破壞也較嚴重;

(4)數(shù)值分析結果顯示: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水能力;透水管孔徑增大對排泄能力影響較小;透水管布設高程與打設角度(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)細顆粒運移的結果,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.。