K0应力状态下渗流潜蚀试验与数值研究(英文)

目的：目前，潜蚀过程并不能被直接观察到。本研究期望采用透明仪器直接观察潜蚀的演化过程，探讨K₀应力状态下间断级配土的潜蚀过程。创新点：1.研制出一个透明潜蚀仪器，可直接观测间断级配土的潜蚀过程；2.建立数值模型，扩展试验参数，在颗粒尺度上解释潜蚀规律。方法：1.采用透明的潜蚀仪器，直接观测间断级配土的潜蚀过程，并记录潜蚀质量；2.通过离散元数值模拟的方法，在颗粒尺度上揭示颗粒的迁移规律。结论：1.随着侵蚀的进行，试样内部形成侵蚀带并逐渐扩大；从力链分析可知，细颗粒在水流作用下逐渐堆积在粗颗粒形成的孔隙中，并被粗颗粒堵塞。2.当侵蚀和阻塞区形成时，流速也逐渐局部化；在侵蚀区，孔隙度增大，流速普遍较快，但在阻塞区，流速较慢。3.参数分析表明，最终潜蚀重量与水力梯度呈正相关关系，且潜蚀重量随K₀压力的增大而减小；随着细粉含量的增加，潜蚀重量增加。