1. 引言
在地下水模拟特别是 计算孔隙水压力计算时,“潜水面( phreatic surface )[977]”与“测压面 ( piezometric surface )[260]"是密切关联的概念,但其定义与应用存在本质区别。 潜水面是坡体内自由地下水位的高程面,即 边坡内的自由地下水位 ; 测压面( 压力面/ 测压管水位面 )是 相对于边坡内部某一基准面的实际压力水头的 等势面 , 反映坡体内部各点实际孔压高程 】 。二者混淆将直接影响孔隙压力计算与边坡稳定性判断。
2. 潜水面
潜水面(地下水位)代表非承压含水层中水压等于大气压(孔隙水压力为零)的位置,通常称为地下水位(water table)。 潜水面可用于定义边坡/开挖面上方的积水( ponded water ; 】。如果在边坡表面上方定义了地下水位,则会自动形成积水。支持特定功能,如设置潜水面上下不同的重度、快速降水( rapid drawdown )分析以及模拟张拉裂缝( tension cracks )中的水。一个模型中只能定义一个 潜水面( 地下水位)。
3. 测压面
测压面( piezometric/piezo surface )指的是水在水井或测压管中所能上升到的水位,它通常与承压含水层( confined aquifer )中的压力水头相对应, 代表承压含水层中的孔隙压力。孔隙压力与距水面的垂直距离成正比。 测压面无法定义积水、饱和重度、水面以上的强度、快速降水或张拉裂缝中的水。若需实现这些功能,必须使用地下水位。测压面的数量没有限制,可在一个项目中模拟多种地下水条件。在承压含水层中,测压面可能高于地表,而这种情况下通常不希望出现积水。这就是测压面“不会产生积水”的原因。
4. 区别小结
潜水面(Phreatic surface)或地下水位是自由水面的物理体现,而 测压面(piezometric surface)是实际水压头的等势线位置。 潜水面是水压为零的水平,压水面则反映特定点的压力头,正确区分两者对有效应力计算至关重要。 在均质的孔隙压力分布条件下, 测压面与地下水位 是相同的,但在结构面或节理中存在非均质孔压分布时,两者可能显著不同。混淆这两个概念,容易导致错估滑动面上的孔隙水压力分布,进而影响稳定性计算。
5. 控制浸润线
在二维状态下,浸润线是水从坝体迎水面经过坝体向 下 游渗透所形成的自由水面和坝体横剖面的相交线。 按照 《尾矿库安全规程》( GB39496-2020)的定义, 控制浸润线 (controled position of the phreatic line)指的是 既满足临界浸润线要求、又满足尾矿堆积坝下游坡最小埋深浸润线要求的坝体最高 浸润线 。这个定义表达了3层意思: