王天民 張哲元 張璐云
摘 要 自20世紀(jì)60年代起,為滿足國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要,全國各地開始大量興建造價低、建設(shè)期短的土石壩水庫。由于當(dāng)時建設(shè)技術(shù)相對不高,所以水庫質(zhì)量參差不齊,現(xiàn)階段大多滲漏現(xiàn)象嚴(yán)重,多數(shù)處于帶病工作狀態(tài),從而嚴(yán)重影響了水庫本身的經(jīng)濟(jì)效益。而對于土石壩水庫,防滲措施主要是設(shè)置粘土防滲墻。本文根據(jù)2007年匯總的493座大型水庫,統(tǒng)計研究其粘土心墻的相關(guān)參數(shù),得出相關(guān)規(guī)律,為今后大壩修建,提供必要的數(shù)據(jù)支持。
關(guān)鍵詞 粘土心墻;滲透系數(shù);粘粒含量;粘聚力;內(nèi)摩擦角;水庫
中圖分類號 TV64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363(2017)11-0098-02
1 土石壩粘土心墻參數(shù)
土石壩粘土心墻參數(shù)統(tǒng)計表如表1所示。
根據(jù)圖1滲透系數(shù)統(tǒng)計圖可知,土石壩水庫粘土心墻滲透系數(shù)多集中于10-4~10-6cm/s之間,根據(jù)《水利與建筑工程質(zhì)量要求》規(guī)定,發(fā)現(xiàn)其滲流量不滿足規(guī)定要求,表明現(xiàn)存土石壩水庫滲漏現(xiàn)象較為普遍,亟需解決滲漏問題。
根據(jù)圖2滲透系數(shù)與粘粒含量分布圖,了解到在粘粒含量少于40%時,粘土心墻的滲透系數(shù)隨著粘粒含量的增加而逐漸降低,防滲效果逐漸變好。而在粘粒含量高于40%時,粘土心墻的滲透系數(shù)便不隨粘粒含量的變化而變化,而是集中于分布在10-5~10-6cm/s。表明在設(shè)置粘土防滲墻時,在粘粒含量未超過40%情況下,可以通過選取粘粒含量高的土來提高防滲效果,在粘粒含量超過40%的情況下,這種方法便已不再適用,必須要通過其他方法提高防滲效果。
根據(jù)圖3粘聚力與粘粒含量關(guān)系曲線可知,隨著粘粒含量的增加,粘土的粘聚力逐步開始提高,抗剪能力逐步增強,粘土心墻的防滲效果愈好。粘粒含量越高,表明土顆粒間的距離越接近,即單位面積上土粒的接觸點愈多,根據(jù)飽和土的抗剪強度機理,則其原始粘聚力愈強。
根據(jù)圖4內(nèi)摩擦角與粘粒含量關(guān)系曲線可知,隨著粘粒含量的增高,心墻粘土的內(nèi)摩擦角逐步開始降低。根據(jù)土的抗剪強度機理,粘粒含量愈多,即表明細(xì)顆粒含量越大,顆粒間的滑動摩擦越強,咬合摩擦越弱,從而使得粘土的內(nèi)摩擦角越小。
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