冲刷作用下人工复合土分形损伤试验研究

赵顺利，邓伟杰，张广禹，李超群，盖永岗

（1.黄河勘测规划设计研究院有限公司，郑州450003；2.江河工程检验检测有限公司，郑州450003）

水利工程中的构筑物，通常面临着不同程度的水流冲刷作用，威胁工程结构的安全。工程中的水流冲刷，主要有表面冲刷和渗透冲刷两种表现形式。水流的表面冲刷作用，会造成水土流失、堤防边坡失稳、河岸崩塌等灾害［1-3］，以防止水土流失而建设的上万座淤地坝，由于抗冲刷能力不足，暴雨中损毁严重，严重制约了其拦泥淤地效能的发挥［4］。相较于表面冲刷的可视性，渗透作用造成的水流冲刷通常具有一定的隐蔽性，为水利工程造成极大的安全隐患，如土石坝心墙冲刷破坏、级配不良造成的管涌破坏、土石结合部位的接触冲刷破坏等等［5-7］。为减少水流冲刷作用造成的结构损伤，部分科研工作者通过研发土体固化剂，按照一定的掺比，在工程中制备人工复合土，提升工程抗冲刷能力。刘瑾研发了两种土体固化剂，当固化剂掺量达到30%时，室内表面冲刷试验中试样的冲刷率可以从70%左右，降低到接近1%［8］；周翠英等开展了纳米水性黏合剂改良后的坡面冲刷试验，当固化剂使用量为10 g/m3时，改良后的坡面冲刷率比素土降低了67%［9］。目前的冲刷试验更多是模拟降雨的表面冲刷，且冲刷速度较低，无法适应目前工程建设的需要，比如张金良等［4］提出的新型高标准免管护淤地坝，允许坝顶溢流，其护坡材料的水流冲刷作用较降雨冲刷作用更为强烈。……