康永闯,朱兴华,刘邦晓,孔静雯,王梦奎

(1. 长安大学 地质工程与测绘学院,西安 710054;2. 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室,西安 710054;3. 连云港徐圩城建工程有限公司,江苏 连云港 222000)

0 前 言

堰塞坝是高山峡谷地区由降雨或地震引发滑坡或泥石流灾害,造成一定量的固体物质堵塞或部分堵塞河道(沟道)而形成的一种具有一定蓄水能力的天然坝体[1-3]。坝体形成后,会阻止上游水流向下游运动,从而在坝前蓄积一定深度的水体,使坝体上下游产生一定的水头差,在坝体内形成渗流[2]。渗流破坏是堰塞坝较为常见的一种溃坝模式[3-5]。渗透作用使坝体材料的颗粒组成不断发生变化,从而破坏堰塞坝的长期稳定性和寿命[6-7],溃坝后所形成的溃决洪水(或泥石流)严重威胁着下游地区人民的生命财产安全[8]。

堰塞坝的渗透破坏受水力梯度和坝体材料渗透特性两大要素共同影响。其中,坝体材料的渗透特性一直是国内外研究的热点之一。张健楠等[9]探究不同颗粒级配下堰塞坝的溃决流量时发现坝体材料的颗粒越不均匀,大颗粒被小颗粒包围时越不容易发生渗流;石振明等[10]通过典型堰塞坝材料的一维渗流试验发现,细颗粒材料组与粒径缺失组试样的渗透破坏形式为流土,并根据颗粒启动流速以及粗颗粒对渗流的影响提出了临界水力梯度计算公式。另外,也有部分学者根据颗粒级配的特征参数,提出了计算渗透系数的拟合公式[11-12]。但这些公式所采用的特征参数少则仅有1个参数,多则4个参数,不能全面反映坝体材料的整体级配特征;同时,这些公式也多是针对某一特定土样提出的,用于其他土样时误差较大以至于无法应用。……