冻土条件下均质土堤漫顶溃决试验研究

作者:刘昉; 戚园春; 吴敏睿
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季节性冻土区的路堤受到冻融侵蚀的威胁,而溃堤考虑冻融的机理研究较少。基于溃口多年冻土急流流速和漫顶温度的三维成像原理,提出了溃口多年冻土急流的三维成像方法。根据溃口和冲蚀的特点,溃堤过程分为四个阶段:渗流和溢流、巴后路堤、水平展宽和侵蚀-沉积平衡。均质第二、三期粘性土路堤和非粘性土路堤分别以“陡崖冲蚀”和“失稳崩塌”为主要特征,粘性土路堤将出现明显的“陡崖合并”现象。冻结后,土隙中的冰晶被土壤颗粒胶结,土壤的粘聚力增加,溃口的膨胀率以及爆发区的水位和流速变化率降低,冻土深度对粘性土路堤的影响更为明显。结果表明,在冻土条件下,路堤背水侧与路堤顶部的连接较弱,容易断裂,应加强维护,一旦到达溃堤,应首先封堵水侧。试验结果可为溃堤在冻土和冻融循环条件下的数学模型提供验证数据,进而为冻土地区的路堤维护和防洪提供理论支持。