图8-10 斜坡连同渠道整体滑动示意图
当堤防与渠道内的地表水高于外侧地面高程时,容易产生渗透变形,严重时会导致堤防与填方渠道的溃决。例如,荆江大堤观音寺段,在乾隆46年(1781年)出现溃口,在1962年7月发生渗透变形,产生管涌,洞径达4.8m,深达11.6m;1987年7月,在原管涌处再次发生管涌,直径2.5m,深4.7m。黄河在1885年及1890年先后在山东济阳的韩家寺和任家坟发生决口,都是因为洪水期间黄河大堤发生渗透变形而引发的,先是出现冒水喷砂,逐渐形成漏洞而后大堤溃决。1955年1月19日,因河道卡冰,河水位提升,在利津县的五庄段,堤基下产生漏洞,经抢修无效,大堤发生溃决。自1949年以来,黄河下游历年大洪水期,堤基(不包括堤身)发生渗水的堤段有290处,其中左岸175处,右岸115处,分布在河南省内的有52处,山东省内的有238处。属于严重渗水的有112处,发生过渗透的堤段有114处,有109处堤段的堤基分布有老口门,说明前期都发生过严重的渗透变形,这样的堤段占全部渗水堤段的37%。
渗透变形是指岩土体在地下水渗透力的作用下,部分颗粒或整体发生移动,引起岩土体的变形和破坏的作用与现象。由岩土体渗透变形而引起的稳定性问题称为渗透稳定性问题。渗透稳定性问题不仅存在于堤防与填方渠道工程中,在土质坝基中,这一问题也时常发生。据国外统计,土石坝的失事,有40%是因渗透变形造成的。我国有缺陷的土石坝,其存在的地质问题也大多与渗透变形有关。甚至在岩体上筑坝,如果岩体中存在顺河向的较宽大的裂隙和断层,其中充填有泥砂碎粒,也可能发生渗透变形。例如,四川永川县陈食水库的条石连拱坝,由8跨拱组成,坝高23m,坝基为侏罗系沙溪庙组的泥岩、砂岩,由于清基不彻底,有的拱砌置在裂隙发育且风化的泥岩上,又未设置必要的防渗措施,当水库蓄水至23m高时,3号拱基发生渗透变形,随后扩大成洞,库水突破坝体迅猛下泄成灾,十几分钟内将近百万立方蓄水泄空,外泄水流将坝基冲蚀了7m多深,形成一个高13m、宽8m的冲蚀洞(图8-11)。
图8-11 陈食水库的条石连拱坝坝基渗透变形破坏情况示意图(www.daowen.com)
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