水位變化對自嵌式擋墻的影響

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近年來，一種新型的柔性擋墻結構——自嵌式擋墻自問世以來已被廣泛應用于各個領域，該擋墻是一種區(qū)別于漿砌塊石擋墻和混凝土面板擋墻的加筋土擋墻，它的面板采用自嵌式擋土塊干壘而成。該擋墻應用在水利上時水可通過面板中塊與塊之間的縫隙浸入到擋墻后的回填土中，自嵌式擋土塊后是30cm的級配碎石排水層，排水層后是介于每兩層土工格柵之間的反濾土工布，土工布所包裹的土體就是經(jīng)碾壓后的回填土，如圖1。其中，反濾土工布有三種作用：一、透水性。水可浸入后面的回填土中，減少水對擋墻的壓力；二、保土性?；靥钔林械耐亮２荒芡ㄟ^土工布滲出來；三、防淤堵性。土粒不能淤堵土工布，防止水滲不出來。

    自嵌式擋墻應用在水利領域時，水位的變化會對擋墻產(chǎn)生一定的影響。水位變化有兩種情況：驟變和緩變。所謂驟變一般是指擋墻前水位變化很快，擋墻后滑坡內(nèi)自由面或滲流浸潤線滯后于擋墻前水位變化；所謂緩變是指在擋墻前水位變化過程中，擋墻后土體內(nèi)的自由面與擋墻前水位變化基本上同步。緩變對擋墻的影響主要集中在土體含水量的變化對抗剪強度參數(shù)的影響以及水位變化造成影響區(qū)域內(nèi)土體容重發(fā)生相應變化。驟變除了會造成上述影響外，還會由于擋墻內(nèi)外及擋墻土體不同位置的水頭差導致滲透力的形成，使擋墻穩(wěn)定性的變化更為復雜化。

     擋墻前的水位在升高過程中，擋墻的水平位移隨水位的升高而減少，可以說水位的升高有利于自嵌式擋墻水平變形的減少，減少了擋墻變形對加筋土穩(wěn)定的影響。但水位變化對擋墻的滲透影響，仍是對擋墻破壞影響的一個重要因素。滲透影響較復雜，還需要研究人員對此專門進行研究。同時自嵌式擋墻填料內(nèi)的水平向壓應力隨著水位的升高而增大；水位的升高也會影響加筋層的受力，當水位上升時，加筋層的拉力減少，水位下降時，加筋層的拉力增加。

    擋墻前的水位在快速下降過程中，存在雙重作用對自嵌式擋墻的變形產(chǎn)生影響：一方面，水位下降造成擋墻外水位低于擋墻內(nèi)水位，形成由擋墻內(nèi)指向擋墻外的滲流，滲透力的存在使得擋墻可能產(chǎn)生沿滲透力方向的位移；另一方面，由于擋墻內(nèi)孔隙水壓力的消散，土體由飽和狀態(tài)轉化為非飽和狀態(tài)，土體強度提高，有效應力也發(fā)生相應變化，這些都會對擋墻的變形造成影響。在分析時間段內(nèi)，水位降落時刻及降落后一段時間內(nèi)，由于水力學條件的改變，擋墻快速朝擋墻外方向移動，隨著擋墻內(nèi)外水頭差的減小，變形速率逐步減緩，并達到最大位移值；變形達到最大值后，由于水位變化引起土體強度提高的緣故，擋墻位移呈減小趨勢，變形有所恢復，并最終達到穩(wěn)定趨勢。水位快速變化情況下，不同時刻擋墻變形發(fā)展趨勢不同，主要受上述兩種作用的共同影響。

    對于受擋墻前水位驟變影響的擋墻，飽和滲透系數(shù)的大小對擋墻變形影響也較大。飽和滲透系數(shù)越大，擋墻變形發(fā)展越迅速。由于滲流對擋墻的影響是由擋墻前向擋墻后位置發(fā)展，擋墻后的滯后效應更為明顯，因而飽和滲透系數(shù)對擋墻的影響在擋墻后距擋墻面較遠的位置，表現(xiàn)得更為突出；飽和滲透系數(shù)雖然影響沉降發(fā)展趨勢，但對最終沉降大小的影響不大。

     另外，地下水也會對擋墻的穩(wěn)定造成一定的影響，地下水會使土壤結構受到破壞，粘結力失效，當土的含水量比最佳含水量大2％時，粘性土的內(nèi)摩擦角可降低30％～60％，粘聚力可降低10％～50％，使整個土體的強度降低從而會致?lián)鯄Φ顾?，對于地下水通常采用排除深層地下水措施使地下水位降低，具體方式就是鉆孔引水和打集水井的方法，同時也要做好雨季的排水措施，防止雨水對擋墻造成影響。

    因此，由于優(yōu)凝舒布洛克自嵌式擋土墻本身可透水的結構特點，水位變化是影響擋墻穩(wěn)定性的重要因素，而且水位變化對擋土墻的抗滑移穩(wěn)定性和抗傾覆穩(wěn)定性會造成影響，在自嵌式擋墻設計時，應充分考慮這一因素對擋墻產(chǎn)生的影響。