地震堰塞湖覆盖层堆积坝体振动台试验及稳定性分析

覆盖层堆积坝体在地震灾害中经常发生，其颗粒相对较小，又较松散，容易溃坝，但其在库水位抬升后及余震情况下的机理及稳定性目前还未有研究。本项目以2008年5月28日汶川地震中形成的东河口、石板沟堰塞湖覆盖层堆积坝体为背景，通过对坝体材料进行渗透试验、大型静动三轴试验，以及坝体稳定的振动台试验、数值模拟和理论分析，研究堰塞湖覆盖层堆积坝体材料的物理力学特性、坝体在水位抬升后的渗流稳定性，以及坝体在水位抬升及余震耦合情况下的动力稳定性及计算理论。研究成果为今后准确评估堰塞湖覆盖层堆积坝体的稳定性提供理论依据。

本课题系统研究了堰塞坝体的稳定性及其影响因素。首先对“5.12”汶川地震形成的堰塞湖进行现场考察和调研，分析了强震诱发堰塞湖的类型、坝体物质组成及结构，现场取土样对堰塞坝组成材料进行了颗粒分析。然后进行了堰塞坝体室内静态模型试验，主要包括堰塞坝体溃坝模型试验、坝体稳定性波流水槽试验和不同级配材料的堰塞坝体稳定性试验。通过试验模拟分析了坝体溢流冲蚀、滑动失稳和渐进破坏三种溃坝模式，并研究了水位、坝体材料等因素对模型坝体内应力、孔隙水压力及位移的影响规律。第三，进行了堰塞坝体室内小型振动台模型试验，研究了振幅、频率、水位等对坝体稳定性的影响规律。第四，进行了堰塞坝体大型振动台模型试验，得出了在地震和水位影响下，模型坝体的动力特性、动力反应性状、沉陷变形等变化规律。最后通过两种数值软件计算分析，模拟在水位抬升及余震影响下堰塞坝体的应力、孔隙水压力、位移等变化规律。综合上述研究，得到了堰塞坝体稳定性及其影响因素较系统的研究成果。