碎石土斜坡優先流滲流特征試驗

沈 輝,羅先啟,李顯平

(1.上海交通大學船舶海洋與建筑工程學院,上海 200240;2.九江學院土木與城建學院,江西九江 332005;3.中冶集團武漢勘察研究院有限公司,湖北武漢 430080)

碎石土是一種非連續、非均質的結構性材料,在我國及世界范圍內分布廣泛,尤其在我國西南砂巖、砂頁巖地區分布更為廣泛[1-4]。據統計[1-2],三峽水庫蓄水后,由崩塌堆積體和第四系松散堆積體組成且前緣高程低于175m的崩塌體共有1190處,總面積約為135.9km2,約占水庫面積的12.5%,體積約為34億m3,約占總庫容的8.7%,庫區碎石土中碎、礫石最高可達70%。在國外,美國阿巴拉契山脈地區分布有大量的崩積層滑坡,其碎石質量分數在10%～30%;美國肯塔基州東部煤田有77處露天礦的廢土石邊坡屬于碎石土邊坡,砂礫、漂石均有分布[5]。近年來,隨著我國大型水電工程、鐵路、公路等項目的建設,碎石土的研究再次成為焦點。碎石土斜坡主要成因包括坡積、冰積及人工堆積等,其顆粒組成和結構狀態十分復雜,物理力學性質與均質的巖土體存在較大差別,有學者基于碎石土細觀結構和物理力學性質,從傳統巖土體分類體系中提出“土石混合體”的概念,對其結構模型、綜合性定量化評價指標、力學性能、滲透性能等方面展開研究。

在碎石土結構模型研究方面,Lanaro等[6]使用激光掃描技術獲得礫石的三維圖像,并利用傅立葉以及幾何分析方法獲得了礫石塊體的具體參數。Yue等[7]對數碼照片進行灰度處理,建立了土石混合體的平面幾何模型。……