王 鲁 琦

(华北水利水电大学 岩土工程与水工结构研究院， 河南 郑州 450045)



基于非饱和土理论的黄土地区引水渠道的渗流场研究

王 鲁 琦

(华北水利水电大学 岩土工程与水工结构研究院， 河南 郑州 450045)

摘要：针对黄土地区引水渠道的渗漏问题，提出了两种防渗方案衬砌层加灰土垫层(2 m厚)和衬砌层加灰土垫层(2 m厚)加渠底原土翻夯(3 m厚)，并且利用基于有限元法的非饱和土水模拟软件SEEP/W，对不同厚度黄土区段的引水渠道进行了数值模拟。通过对比实测数据与室内试验数据，对模型中风积黄土的渗透系数函数及土水特征曲线进行了校正。之后，耦合了应力场及位移场，对引水渠道进行全面多工况的分析发现，随着风积黄土层厚度的增大，等水位线密集区逐渐从衬砌层延伸到灰土垫层；随着时间的增加，风积黄土层厚度越小，等水位线越密集。

关键词：SEEP/W软件；黄土湿陷性；非饱和土；多场耦合；渗流场分析

黄土地区引水渠道的渗漏及湿陷破坏是急需解决的问题，其湿陷变形的结果使原土体更加密实，孔隙比减小，干密度增大 。目前，水利工程中为了防止黄土地基浸水后发生破坏性失陷，一般通过混凝土衬砌、土工膜防渗等防渗措施对湿陷性黄土地基进行处理。其实，采用强夯法、水泥垫层或灰土垫层等处理方法既能消除黄土湿陷性，也能起到降低地基土层渗透性的作用[1-5]。黄土地区引水渠道在投入使用之后，风积黄土层饱和会产生渗流通道，不仅引水渠道的渗漏问题会趋于严重，土体的强度也会降低，进而影响处在斜坡上引水渠段的稳定性[6]。……