粘性堤坝溢流侵蚀与破坏形成的物理建模

由于洪水溢流而导致的水坝堤坝破坏的形成过程和时机可以显著影响水库的排水速度，并直接影响破坏水坝下游的生命和财产安全。因此，水坝堤坝的侵蚀过程和溢流事件导致的破坏速率对工程师和规划者都非常重要，他们必须预测对受洪水影响的地方社区和周边地区的影响。在溢流期间，非粘性和粘性堤坝的侵蚀过程存在明显差异。美国农业部农业研究服务局（USDA-ARS）对高度在1.5至2.3米的粘性堤坝进行了七次大规模溢流失效试验。本研究的目的是： (1) 更好地理解溢流粘性堤坝的侵蚀过程； (2) 为未来的数值模型开发、验证、校准和测试提供详细数据。测试了三种土壤，分别为两种非塑性SM粉砂材料和一种CL瘦粘土。观察到粘性堤坝的四阶段破坏侵蚀过程。本文报告的在阶段2和阶段3中观察到的主要侵蚀过程为头部切口迁移和侵蚀扩展。这两个过程的速率观察到相差几个数量级，并且观察到强烈依赖于土壤材料属性。