松散堆积物坝基渗透淤堵试验及颗粒流模拟

对西藏山南地区水库坝基材料进行渗透淤堵室内试验及颗粒流数值模拟,从宏观到细观的角度研究了坝基松散介质渗透淤堵的过程。室内试验采用自制的渗透淤堵装置,分别对不添加淤堵材料及添加粒径为0.075～0.5mm、0.5～1mm淤堵材料的试样进行渗透淤堵试验,并监测试样的流速及渗透系数。试验结果表明：（1）添加粒径为0.5～1mm淤堵材料的试样流速降低速率较快,达到稳定后的流速值较低;（2）两种淤堵材料均可达到淤堵效果,添加粒径为0.5～1mm淤堵材料的试样渗透系数降低较快,淤堵颗粒流失量较小。数值模拟记录了淤堵过程中流速、渗透系数及孔隙率的变化情况,并监测了淤堵颗粒中单个颗粒运动速度及位置的动态变化过程。计算结果显示：（1）随着时步增加,模型试样的孔隙率逐渐降低,添加粒径为0.5～1mm淤堵材料的试样的流速降低相对较快且淤堵颗粒流失量较少;（2）对于无淤堵材料的试样渗透系数变化曲线随时步迅速收敛,而对于添加了两种淤堵材料的试样渗透系数变化曲线随时步呈递减趋势,并最终趋于稳定,透水性能降低,产生淤堵效应;（3）在渗透淤堵过程中淤堵颗粒的运动具有随机性。数值模拟结果与室内模拟试验所得的结果基本一致。

Infiltration clogging test and simulation by PFC3D for loose dam foundation