内部侵蚀砂土漏水漏砂试验及离散元数值模拟

摘要

砂土内部矿物成分的溶解、降解或内部侵蚀会造成土壤颗粒的损失,改变砂土土壤的微观结构,从而影响砂土的稳定性以及土体的强度和刚度。因此,为了研究不同内部侵蚀程度对引发漏水漏砂灾害的影响,通过引入一定数量的可溶解颗粒(盐)来营造内部侵蚀的情况,在水的渗透作用下,模拟了砂土内部侵蚀后漏水漏砂灾害,并通过三维离散元软件对试验过程进行模拟分析。结果表明,随着内部侵蚀程度从0%增加至30%,砂土沉降最大值从3.6 cm上升至6.6 cm,成拱时间从220 s缩减至140 s,内部侵蚀程度越大,颗粒接触力链越稀疏,导致土层表面塌陷沉降区越陡、越宽,天然滤层通道更深、更宽,砂土损失量越多。研究结果可为内部侵蚀砂土漏水漏砂灾害发生机理提供重要依据。