堤基管涌动态发展的数值模拟

摘要

针对表层为相对不透水的黏性土薄层,下层为砂层的二元堤基管涌问题,提出了一个模拟堤基内部以管道形式溯源发展的流土型管涌的有限元数值模型.考虑了管涌通道中含沙浓度对水流阻力的影响,按照达西公式的形式给出了管涌区域流动的等效渗透系数的计算公式,将管涌通道和非管涌区统一用常规渗流分析方法求解;引入通道边壁土壤侵蚀速率与水流剪切力的关系,建立了管道输沙平衡方程.求解渗流方程和输沙平衡方程即可获得管涌通道随时间发展的动态过程.管涌砂槽模型试验的模拟表明,该模型能够定量地模拟管涌随时间发展的动态过程.