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长江荆江段二元结构河岸土体力学性能及崩塌试验

2023-03-21刘昭希周银军陈思含金中武

长江科学院院报 2023年2期

刘昭希,王 军,周银军,陈思含,金中武,陈 鹏

(1.长江科学院 河流研究所,武汉 430010; 2.长江科学院 水利部长江中下游河湖治理与防洪重点实验室,武汉 430010)

1 研究背景

崩岸是河道变形的一种表现形式。长江中下游河道的边界条件除小部分山体和阶地濒临江边以外,大部分是河漫滩冲积平原。河岸组成大部分为上层黏性土较薄、下层砂土层深厚的二元结构,总体来说抗冲性较差,河道平面变形和崩岸剧烈。按照崩岸的形态特征将崩岸分为5种类型:窝崩(或弧形“挫崩”)、条崩、“口袋型”崩窝、由滑坡形成的崩窝和洗崩[1]。许多外国学者研究分析了崩岸的影响因素,Osman等[2]提出造成崩岸最普遍的原因是河岸侧向侵蚀过程致使河道宽度增加和岸坡变陡,或者是由于河床下切增加了河岸的高度;Rinald和Casagli[3]强调了基质吸力对河岸稳定性的作用;Van der Mause等[4]分析了河冰对岸滩侵蚀的影响;Wang等[5]研究了连续的波浪侵蚀对岸坡稳定性的影响。国内许多学者通过模型试验对河道演变和河岸崩塌等进行了研究,其中,余明辉等[6]在弯道水槽中进行非黏性岸坡冲刷试验,提出近岸流速越大、水位越高,岸坡总冲刷坍塌量越大;张幸农等[7]通过概化模拟试验提出渗流强度越大破坏作用越大;岳红艳等[8]使用模型沙在荆江段河道模型上进行试验,提出了二元结构河岸崩塌的5个阶段;宗全利等[9]采用荆江河岸原型土在弯道水槽中对上、下荆江二元河岸崩塌过程进行模拟;杨怀仁等[10]根据荆江河段的实测资料,指出了弯曲河道中凹岸崩退强度的主要影响因素,并提出对崩岸强度起着主要作用的是汛期水流;……

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