基于模型试验的面板伸缩缝破损对海堤沙土流失影响机理研究

袁明道，黄本胜，谭 彩，史永胜，吉红香，徐云乾，刘 达

(广东省水利水电科学研究院，广州 510635)

0 引 言

近年来，随水利建设投入不断加大，开展了一系列旧海堤达标加固工程，然而在黏土缺乏地区大多仍采用砂进行加高培厚，只是在临海侧增设混凝土板作为护面，对砂土堤身进行防护，并在砂与混凝土护面之间设置一层土工布，以防止砂的流失。现场调研发现，砂土海堤破坏严重程度远高于黏土海堤，即使是近年加固过的砂土海堤，仍会出现严重的损毁，如图1所示。采用护面加土工布形式加固的砂土海堤的破坏主要原因为伸缩缝破损导致砂土不断从破损带流失，造成护面脱空，在台风到来时，巨大的波浪力作用在脱空的混凝土面板上，使面板弯断、破碎，其后的砂土堤身随即冲毁。

图1 砂土海堤破坏Fig.1 Sand embankment damage

目前，国内外学者从宏细观角度对波浪作用下砂土沿破损带流失特性进行了研究，并取得大量成果。CHEW等[3]认为当破损带尺寸较小时，在破损带附近砂土能形成土拱，进而保持整体稳定。郝雪航等[4]研制了一种接缝冲刷试验装置，该装置可对波浪作用下砂土沿接缝流失特性进行模拟。蔚成亮等[5]基于模型试验和图像分析对砂土沿接缝流失特性进行了研究，分析了砂土输移的两种模式，并指出砂土失稳区主要集中于破损带上部倒锥形区域。满晓磊等[6, 7]开展了波浪条件下吹填砂沿接缝流失的物理模型试验，并以土拱的出现、形成和坍塌为标志对冲刷过程进行划分。……