充气截排水影响因素数值模拟

充气截排水影响因素数值模拟104低温建筑技术2015年第12期(总第210期)·冻土与地基基础·DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．12．037充气截排水影响因素数值模拟钱文见，尚岳全，朱森俊(浙江大学建筑工程系，杭州310058)【摘要】充气截排水通过向坡体后缘注入高压气体驱替部分地下水，形成非饱和区域，降低土体的渗透性，大大减少边坡后缘向边坡前缘的入渗量，降低潜在滑坡体内地下水位。土体中多孔介质的多相渗流问题很复杂，模拟技术往往是一种重要的研究方法。本次利用岩土工程软件Ceo—Studio对影响充气截排水的部分因素进行了模拟，研究了充气点上覆土层厚度以及渗透性大小对截排水效果的影响。结果表明：模拟结果显示，充气截排水确实能起到截排后缘来水，降低坡体地下水位线的作用；充气点上覆土层在一定厚度范围内，厚度越大，其效果越好。超过该厚度范围，则截排水效果反而变差；充气点上覆土层渗透性对截排水效果有重要影响，且渗透性越小，截排水效果越好。【关键词】滑坡；地下水；充气截排水；数值模拟【中图分类号】TU471．5【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)12—0104—030引言降雨入渗导致坡体地下水位上升进而诱发滑坡的发生已经成为共识。降雨入渗主要以两种方式对边坡稳定性产生影响⋯：①雨水对边坡土体起到加载作用，使得土体含水量增加，重度变大，使得滑移面的剪应力增大；②改变坡体的力学性能，导致内聚力下降，抗剪强度降低。因此，长期以来人们一直很重视边坡排水工作。传统的排水措施如地表排水沟、排水盲沟、水平排水孔和地下排水洞等，都是利用水的重力势能，将高水位的水排到低位区。对边坡的排水环境要求较高。实际工程中，许多边坡很难提供有利的地形条件，使得排水措施的有效性难以保证，也无法控制截排水的速度来形成快速有效的截排水系统。非饱和土渗流理论研究’相对比较成熟，许迪和A．Memoud_矛0用经典的土壤持水模型CP推得了导水率随饱和度的变化关系式，提出土的渗透系数具有随饱和度降低而快速下降的性质，因此，可以根据此理论往土中注气驱替部分地下水形成非饱和区域发挥其阻渗的作用。这种构思在相关领域的应用研究中已有初步成果，如含水层地下储气库的建造、曝气法处理土壤以及地下水中污染物、压气新奥法隧道施工等领域都是利用气排水原理，其核心思想就是通过在饱和土体内充气，