考虑水力波动作用的潜蚀本构模型

潜蚀是指在渗流作用下,内部不稳定土中的可动细颗粒沿孔隙通道迁移的现象。在潜蚀的数值分析中,描述渗流作用下土中沉积细颗粒向流动细颗粒转化过程的潜蚀本构模型是数值分析结果可靠与否的核心。当前已存在不少基于恒定水力条件提出的潜蚀模型,但考虑水力波动作用的潜蚀模型还较为欠缺。首先,对不同水力条件下细颗粒迁移机制进行了归纳总结,强调了波动水力条件下细颗粒迁移机制的特殊性。然后,基于细观物理机制,利用沉积细颗粒向流动细颗粒的体积转化速率,建立了一个可同时考虑孔隙流速大小、孔隙流速变化速率以及水力作用时间的潜蚀本构模型。基于一套拟合参数,该模型较好地拟合了已有试验研究中多种波动水力路径下的细粒流失过程,证明了该模型的有效性。