干旱和局部渗水对膨胀土渠堤稳定性影响研究

为探究膨胀土渠堤表面风干、地下水位升高和侧坡渗水等因素对其稳定性的影响，防控由此引发的现场灾害，开展了填方渠坡室内模型试验，研究了南水北调渠堤膨胀土含水量波动对渠坡变形和裂缝发育规律的影响，分析了边坡变形值、裂缝长度宽度与含水率、时间和渗水位置的关系，揭示了膨胀土含水量波动的致灾过程和时空发育规律。试验结果表明：(1)旱季坡面水分蒸发导致渠坡表层200 mm深度内首先产生垂直坡表面的“V”形簇状纵向裂缝，后逐渐水平发育，坡面最大沉降值为4 mm, 15 d后沉降趋于稳定；(2)雨季渠堤下部地基水位抬升使渠堤底部膨胀土发生显著膨胀，渠堤整体抬升3.32 mm;(3)在渠堤侧坡渗水中心点附近土体含水量上升8%以上，坝堤内自由水沿纵横向不均匀扩散而引起土体各向不均匀膨胀变形，并在右坡坡脚处产生长400 mm、宽14 mm的宽大裂缝；(4)基于膨胀系数的地基变形计算公式可以较好地预测渠坡浸水后各位置的变形量，有助于依据土体含水量判别各点的变形状态，为渠堤稳定性分析提供参考。