水位驟降影響下海堤變形研究分析

陸鵬源

(中山火炬高技術產業開發區水利所,廣東 中山 528437)

海堤是防御風暴潮水侵襲的重要防災減災水利設施,在運行過程中常受到由于洪(潮)水退去引起的邊坡臨水側水位驟降的影響。 研究表明,水位驟降是引起邊坡變形甚至滑坡的重要因素之一,開展其對邊坡穩定的影響研究意義重大[1-2]。

目前,很多學者研究了水位驟降對邊坡穩定的影響,如廖紅建等[3]研究了滲透系數與庫水位變化對邊坡穩定性的影響,發現邊坡最小安全系數發生在庫水位下降期間,邊坡安全系數下降率隨著滑坡體材料滲透系數的減小而增大。 時衛民等[4]根據布西涅斯克非穩定滲流微分方程,得到了庫水位等速下降時坡體內浸潤線的簡化計算公式,并以此進行算例分析,認為庫水位緩降對邊坡穩定最有利,陡降最不利,坡體穩定系數隨下降速度增加而減小。 孫永帥等[5]采用模型試驗觀察邊坡的破壞形態與變化過程,并在數值模擬的基礎上分析邊坡的穩定性,認為水位下降越快,孔隙水壓力越大,滲流作用力越大,邊坡沉降越大。

本文針對中山市永安圍海堤的大變形情況,采用有限元模擬方法分析了水位驟降對邊坡穩定的影響機理,同時研究了水位降落速率與邊坡滲透系數對邊坡穩定的影響。 基于研究結果,提出了幾點堤防管理與設計上的思考,可為堤防建設管理相關工作提供參考。

1 工程概況

中山市位于珠江口西側岸,三面環水,全市外江防洪(潮)堤防超過370km,其地理位置和地形地貌決定了其既受洪水威脅又受臺風風暴潮影響,堤防安全面臨著較為嚴峻的考驗?！?br>