土石坝排水系统堵塞失效的渗流响应与风险评价OA

针对心墙土石坝下游水平排水系统,建立排水体堵塞退化的参数化数值模型,从堵塞程度、堵塞范围及堵塞位置3个维度系统分析排水系统堵塞对坝体渗流场的影响规律,并采用局部出逸比降及坡面出逸流量等渗流控制指标对坝体渗流风险进行评价,揭示排水系统堵塞条件下坝体渗流路径重分配及局部渗流风险演化机制。结果表明:排水系统堵塞将导致坝体渗流路径改变,排水体排水能力显著降低,渗流逐渐由排水体集中导排转变为沿下游坡面出逸,浸润线整体向下游抬升;随着堵塞程度增加,趾部出逸比降由0.06增至0.24、0.84、4.84,下游坡面渗流量由121.49 L/s增至180.79、194.73、169.42 L/s,坝坡局部渗流集中现象明显增强;随着水平排水体堵塞范围由30%扩大至100%,趾部出逸比降由0.84进一步增至1.76,表明大范围堵塞将进一步削弱排水系统整体导排能力;相比之下,局部位置堵塞对坝体整体渗流场影响相对有限;排水系统整体导排能力是控制坝体局部渗流风险的重要因素,排水体发生明显堵塞后将显著增强坝坡局部渗流集中及坡面出逸现象。研究成果可为土石坝排水系统运行安全评价及堵塞失效防控提供参考。