摘要:为了科学解释二元堤基结构堤防管涌致灾机制并揭示其形成、演化过程和致溃规律,在考虑堤基强、弱透水层之间壤土过渡层作用的基础上,通过室内模型试验完整地模拟了二元堤基管涌从单个泡泉发展至管涌群并最终造成堤基塌陷溃决的全过程。试验结果表明:上部黏土及壤土层在渗流的顶托作用下向上隆起并在堤基内部产生层间水平渗漏通道,导致发生潜层砂沸,最终向上发展为表面砂沸的渗透破坏；二元堤基结构管涌发展可分为裂缝发展、潜层破坏、上覆层破坏、管涌通道上溯、堤基破坏和堤基溃决6个发展阶段；表面砂沸由潜层砂沸发展而来,潜层砂沸是由于土层内竖向坡降所引起的渗流力大于上部土体浮容重时造成的土层结构破坏所致,临界竖向坡降处于0.9~1之间；壤土层的存在会加快堤后自由边界区域管涌群的发展速度,但可以延缓管涌通道的上溯,对堤基具有保护作用。

摘要:针对堤坝管涌现象的监测识别问题,提出一种基于YOLO模型的堤坝管涌识别方法。该方法通过引入改进的残差块及替换模型的激活函数来提升YOLO v3模型的网络性能,构建了基于堤坝管涌感兴趣区域提取的Piping YOLO模型来提取管涌感兴趣区域,并采用二维主成分分析方法提取管涌现象的特征,将其作为多权值神经网络的输入,经训练后实现管涌状态的分类识别。基于自主搭建的管涌渗漏试验平台建立了数据集并进行了试验验证,结果表明,提出的方法能有效识别堤坝管涌现象,在堤坝管涌无人巡检领域具有一定的应用前景。

摘要:采用数值模拟方法研究了管涌发生后堤防渗流场响应特征,探究了堤防不同深度和不同水平位置处的孔隙水压力变化规律,分析了管涌位置和管涌通道尺寸对堤防孔隙水压力变化的影响,提出了基于孔隙水压力变化特征快速识别堤防管涌险情的思路,得到了可用于堤防管涌监测的孔隙水压力测量设备合理布设区域。结果表明:管涌发生后,堤防不同位置处的孔隙水压力均出现一定程度的降低,管涌通道底部及其上部1m深度范围内孔隙水压力有较大幅度的降低,可作为监测管涌发生的孔隙水压力测量设备埋设深度范围；管涌发生后,同一水平面上与管涌通道距离相同的位置孔隙水压力变化基本一致；管涌通道与堤脚的距离越远,管涌发生后管涌通道周边位置孔隙水压力降低值和降低率越小；随着管涌通道直径的增大,管涌发生后管涌通道周边位置孔隙水压力降低值和降低率显著增大。

摘要:针对多层堤基结构管涌动态发展过程，利用有限元分析软件模拟了管涌发展不同阶段堤基内部渗流场分布，对比分析了各区域水力梯度与各区域土体侵蚀临界水力梯度，从而确定管涌发展各阶段颗粒流失的区域和范围。结果表明：细砂夹层埋深为1m的多层堤基，管涌发生的标志是管涌口下端的细砂夹层冲破，发生竖向流土破坏；管涌发展过程中，堤基内土颗粒不断流失，局部土体渗透性随之发生变化，渗透性的变化影响渗流场的分布，继而又会影响土颗粒的流失，管涌动态发展是土颗粒流失与土体渗流相互影响、相互耦合的过程；同时管涌发展过程中存在多种类型的破坏形式，深层管涌破坏与浅层管涌破坏同时作用，产生的管涌通道深度很大，对大坝安全产生重大影响。

摘要:为研究声发射实时监测堤防的管涌过程，开展了变水头作用下的砂槽模型试验。通过对管涌过程的渗流量、平均水力坡降与声发射特征参数对比分析，发现管涌过程的水力参数和声发射参数具有相同的分布规律。引入地震级数b值计算方法和关联维数G-P算法，计算管涌过程中AE信号的b值和AE信号波形的分形维数值D。结果表明:由b值和分形维数值D的大小和分布规律，可对管涌过程进行判别，及时对管涌危害进行预报，降低堤防管涌带来的危害。

摘要:通过室内管涌抢护模拟试验，验证了有关土工合成材料反滤层充当催化剂，催化土体本身天然反滤层形成的理论。试验结果表明，相比于小孔径土工布，较大孔径的土工滤网是反滤材料的更优选择。为消除现行管涌抢护措施的某些弊病，结合试验装置适用条件及试验结果，提出了一种装配式围井搭配纯土工合成材料作为整体新型操作平台的设想。

摘要:根据堤坝管涌破坏的机理，研制了抢护管涌破坏的新产品——防汛土工滤垫。防汛土工滤垫由减压层、过滤层和保护层构成，其作用为“滤土排水”，即防止土颗粒流失，排除渗水，削减全部或大部分渗透压力，以保护土体结构不发生变化，达到稳定险情的目的。它既可用于抢护单个管涌，又可抢护管涌群。汛期防汛抢险实践表明：防汛土工滤垫抢护管涌效果好，抢险速度快、劳动强度低。

摘要:根据多孔介质中的变截面管模型,分析单个颗粒在孔隙通道中的受力情况,建立力的平衡方程,从而推导出管涌发生时的水流临界流速公式。结合试验对该公式进行了验证,当作用于水流的拖曳力与静水压力的作用大于阻碍其运动的作用时,认为可动颗粒开始起动。算例分析表明,运用临界流速公式能够准确地预测土体的管涌破坏。

摘要:长期以来北江大堤石角段管涌险情久治不愈，备受关注。阐述了北江大堤石角段地质、水文地质条件及其对管涌多发性成因机制的争议。通过实际调查新构造断裂发育特征，探讨基岩新构造断裂发育对管涌形成的控制作用。研究发现新构造断裂带等地质缺陷确实存在，形成地下水集中径流带，使石角段基岩产生集中渗水通道，大大增强了基岩红层的透水性能，导致汛期管涌发生。指出在研究松散层渗透特性和规律的同时，必须重视对下伏基岩工程地质条件和地质构造的全面探测研究，今后大堤的除险加固应综合考虑下伏基岩的渗透通道。

摘要:通过比例为1∶100的有机玻璃模型槽进行模型试验,模拟二元堤基条件及不同防渗墙深度下,堤基内管涌的发生和发展过程.利用拍照还原等方式,得到管涌口出砂面积;并采用彩色砂作为示踪材料,切片观察测量管涌发生后试样的局部剖面.从而验证了二元结构堤基的渗透破坏模式为:首先在上层弱透水层中发生流土,然后在强、弱透水层之间发生自下游向上游的逐步潜蚀冲刷.并且从试验得到了一些悬挂式防渗墙深度及堤基土密度与管涌发展之间的定量关系. 