海塘渗透变形模拟与影响因素分析

摘要

本文在阅读国内外相关文献的基础上，系统综述了堤防(海塘)渗透变形的研究现状。针对现有海塘渗透变形模拟方法的不足，研究提出了能考虑渗透变形后土体渗透性变化的饱和非饱和/非稳定渗流分析数学模型和程序，进而开展了海塘渗透变形影响因素的分析研究。主要研究内容如下：
　　 (1)为了研究洪水渗透下海塘的渗透变形过程，并阐明海塘的渗透特性，采用数值模拟手段，建立了能考虑渗透变形后土体渗透性变化的饱和非饱和/非稳定渗流分析数学模型，并编制了相应的有限元计算程序。计算模拟了实际海塘典型断面的洪水渗透过程，并与现场原型渗透试验结果作对比，结果表明所提出的模型和程序是合理可靠的。由上述实例分析结果可知，海塘塘身洪水渗透过程是一个明显的饱和非饱和/非稳定渗流过程，浸润线的进展可分为四个阶段，其渗透变形是在大出逸坡降条件下洪水长时间渗透所引起的。因此洪水渗透下海塘的渗透变形问题是一个涉及饱和非饱和渗流及渗透变形后土体渗透性变化的复杂问题，按规范采用稳定渗流方法进行分析是有待商榷的。
　　 (2)海塘内的渗流和渗透变形受到多种因素的影响，是一种变化非常复杂的饱和—非饱和/非稳定渗流。为了明确各种条件对海塘塘身渗透变形的影响，以制订合理有效的防渗加固方案，结合钱塘江海塘塘身防渗加固中遇到的问题，应用能够考虑渗透变形后土体渗透性变化的饱和—非饱和/非稳定渗流分析程序进行了塘身初始浸润线、塘身土体初始含水量、降雨及洪水特性等因素的影响分析，得到了各因素对海塘渗透变形的影响规律。研究成果可为海塘工程建设、防渗加固和运行管理等提供科学依据。