水位变动下岸坡堆积体的变形响应及破坏机制的物理试验和数值模拟

摘要

为研究库水位多周期变动条件下岸坡堆积体的变形响应及破坏机制，以金沙江上游奔子栏水电站定曲河口堆积体为例，开展了物理模拟试验，对堆积体的变形演化过程及响应特征进行分析，并利用PFC^2D数值模拟进行对比验证。结果表明堆积体位于高山峡谷区，具有地形上缓下陡、土体颗粒级配较差的特点。水位变动下坡体的变形首先表现为前缘侵蚀塌岸，其次为后缘剪切拉裂及中下部整体滑移，呈牵引式破坏特征。坡内孔隙水压力随库水位的升降而增大和减小，且变化率低于水位变化率，存在一定滞后性。变形破坏主要发生在水位下降期间。库水的软化作用和水位变动导致的细颗粒迁移及动水压力是导致坡体变形的重要原因。堆积体在水位多周期变动条件下的变形破坏演化机制可分为5个过程：裂缝发展、坡脚塌岸、后缘裂缝扩展、坡体滑移、岸坡稳定。本研究期望能为高山峡谷区库岸堆积体研究提供重要参考。

关键词

岸坡堆积体 / 水位变动 / 物理模型试验 / 数值模拟 / 破坏机制