防止滑坡外围地下水入渗,以及在强降雨前排出坡体部分地下水,对确保滑坡安全和赢得滑坡抢险时间十分重要。项目研究以岩土体的透气性测试研究为基础,以高压气体在坡体环境中的扩散方式和影响气水置换因素研究为重点,以压入气体对岩土体渗透性和渗流场的改变作用研究为核心,探讨了充气截排水技术的基础理论问题和应用条件,开拓了滑坡截排水新方法,提出了滑坡充气截排水技术实施的初步方案。 通过大型模型试验论证了充气截排水技术的可行性,试验模型在充气压力15kPa的条件下,模型后缘入渗水位分别为0.4m、0.6m和0.8m时,潜在滑坡区地下水位平均降幅分别12.1%、9.6%和4.5%。建立了堆积层边坡常见的粉质粘土渗透性及导气率的关系,获得了干土状态下的导气率比饱和渗透性大2~3个数量级的研究结论。揭示了坡体充气过程中非饱和区孔隙气压力、孔隙气流速度、孔隙水渗流速度和体积含水量会随时间发生波动性变化,当孔隙气压力随时间增大时,孔隙气体流速也随时间增大,孔隙水渗流速度和体积含水量则随时间减小。揭示了充气点放置在距离潜在滑坡区较近的位置时,截排水效果更好,充气压力越大,潜在滑坡区的地下水位下降越多。渗透系数增大则充气截排水达到稳定所需的时间越少,孔隙率越大则形成稳定截排水效果所需的时间也越长,但渗透系和孔隙率对最终的截排水效果影响微弱。揭示了边坡充气形成非饱和阻水区的过程,依次为:气相不断向水相中溶解扩散出现封闭气泡形态存在的游离气相、气相开始在小部分孔径较大的连通孔隙的流动、优势渗流通道内大量气体突破坡体进入大气、原有孔隙渗流通道扩张且气相渗流通道数量增加。 多数滑坡的抢险过程中,常常接近于极限平衡状态,期间如果出现新的强降雨引起地下水位上升,就可能导致滑坡再次启动,使治理工程毁于一旦,面临滑坡启动的威胁,制约救灾工作的开展,项目研究探索建立的滑坡充气截排水技术具有快速有效的特点,将对滑坡灾害防治起积极作用。 2100433B