寺坪混凝土面板砂砾石坝填料渗透特性研究_精品文档PPT文档格式.ppt

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平排水层，使上游排水区与下游排水棱体连通。

大坝标准断面大坝标准断面垫层料设计级配（）垫层料设计级配（）过渡料原设计级配（）与料场天然级配过渡料原设计级配（）与料场天然级配研究的必要性研究的必要性为了满足过渡料设计级配要求，施工单位提出应对天然砂为了满足过渡料设计级配要求，施工单位提出应对天然砂砾石级配进行筛分处理。

设计所需坝壳砂砾石填筑料达砾石级配进行筛分处理。

设计所需坝壳砂砾石填筑料达158.87158.87万立方。

对于大型土石坝或缺少某些范围粒径的料场，对各层万立方。

对于大型土石坝或缺少某些范围粒径的料场，对各层反滤料严格执行筛分存在极高难度，且大大增加了工程造价。

反滤料严格执行筛分存在极高难度，且大大增加了工程造价。

设计单位对过渡料进行优化设计，优化设计的主要内容为设计单位对过渡料进行优化设计，优化设计的主要内容为采用天然砂砾石作为过渡料。

采用天然砂砾石作为过渡料，尚采用天然砂砾石作为过渡料。

采用天然砂砾石作为过渡料，尚存在许多不确定的因素。

因此，必须进行相应的试验研究工作，存在许多不确定的因素。

因此，必须进行相应的试验研究工作，用来评价过渡料优化后垫层料、过渡料渗透稳定性。

用来评价过渡料优化后垫层料、过渡料渗透稳定性。

试验设备和试验方法试验设备和试验方法大尺寸渗透变形试验仪：

为了克服大尺寸渗透变形试验仪：

为了克服缩尺效应，必须制造大尺寸渗透变缩尺效应，必须制造大尺寸渗透变形试验仪。

形试验仪。

试验供水设备：

由于砂砾石透水性试验供水设备：

由于砂砾石透水性较强且试样尽寸增大，对试验供水较强且试样尽寸增大，对试验供水设备的要求也大大提高，试验采用设备的要求也大大提高，试验采用变频恒压供水水泵供应试验用水，变频恒压供水水泵供应试验用水，并研制稳定和调节水压力的设备，并研制稳定和调节水压力的设备，以保证试验成功的进行。

以保证试验成功的进行。

试试验验方方法法：

按按选选定定级级配配曲曲线线计计算算各各粒粒径径料料重重量量并并准准确确称称量量，加加入入2255水水分分，拌拌合合均均匀匀后后分分层层装装填填击击实至要求干密度。

实至要求干密度。

为为了了解解决决试试样样与与渗渗透透仪仪边边壁壁接接触触问问题题，采采用用水水泥泥护护壁壁的的方方法法，在在试试样样装装填填前前，先先在在渗渗透透仪仪内内壁壁上上涂涂上上约约2mm2mm厚厚的的水水泥泥，待待水水泥泥初初步步凝凝固固后后，分分层层装装填填，进进行行试试样样饱饱和和，按按试试验验规规程程要要求求逐逐步步提提高高渗渗透透比比降降，测测记记测测压压管管水水位位及及渗渗水水量量基基本本稳稳定定，并并观观测测记记录录试试验过程中出现的各种现象。

验过程中出现的各种现象。

渗流计算渗流计算试验前针对大坝典型断面，进行二维渗流有限元分析，计算在无面板的极端条件下坝体填料分区所承受的最大水力坡降，用以指导试验。

通过对不同方案、不同参数组合的计算，垫层料承担最大比降为33.23，过渡料承担的最大比降为1.09，以此作为渗透变形试验控制最大渗透比降的参考。

填料渗透特性研究填料渗透特性研究垫层料垫层料试验代号试验代号试样试样干密度（干密度（g/cmg/cm33）2-12-1垫层料上包线垫层料上包线2.202.202-22-2垫层料上包线垫层料上包线2.252.252-32-3垫层料下包线垫层料下包线2.202.202-42-4垫层料下包线垫层料下包线2.252.25垫层料（垫层料（2A2A）设计级配曲线）设计级配曲线垫层料无保护条件下的渗透变形试验方案垫层料无保护条件下的渗透变形试验方案垫层料渗透变形试验垫层料渗透变形试验试验材料试验材料干密度干密度dd（g/cm（g/cm33）平均渗透系数平均渗透系数KK2020（cm/s）（cm/s）临界比降临界比降破坏比降破坏比降垫层料上垫层料上包线包线2.202.202.032.031010-3-39.849.841010-4-40.200.200.250.252.022.023.503.502.252.251.501.501010-3-32.542.541010-4-40.170.170.310.312.022.022.532.53垫层料下垫层料下包线包线2.202.201.931.931010-2-25.355.351010-3-30.150.150.250.251.201.202.302.302.252.258.358.351010-3-37.717.711010-3-30.210.211.221.221.821.82垫层料渗透变形特性表垫层料渗透变形特性表垫层料的渗透系数为垫层料的渗透系数为2.5410-42.5410-41.9310-2cm/s1.9310-2cm/s，从临界比降看，从临界比降看，垫层料在无保护条件下产生渗透变形时所对应的渗透比降是比较低的，垫层料在无保护条件下产生渗透变形时所对应的渗透比降是比较低的，为为0.150.150.310.31，破坏比降为，破坏比降为1.201.203.503.50。

垫层料渗透变形试验结论垫层料渗透变形试验结论11）级配的影响）级配的影响相同的击实干密度下，垫层料下包线的渗透系数比上包线的大，而相同的击实干密度下，垫层料下包线的渗透系数比上包线的大，而破坏比降下包线比上包线的要小。

破坏比降下包线比上包线的要小。

22）填筑干密度的影响）填筑干密度的影响填筑的干密度越大，渗透系数越小，为了验证干密度的影响程度，填筑的干密度越大，渗透系数越小，为了验证干密度的影响程度，补充了干密度为补充了干密度为2.32g/cm2.32g/cm33时的试验，其渗透系数为时的试验，其渗透系数为6.60106.6010-5-5cm/scm/s。

33）细粒料含量的影响）细粒料含量的影响小于小于0.1mm0.1mm颗粒含量对垫层料的渗透系数有较大的影响，保证小于颗粒含量对垫层料的渗透系数有较大的影响，保证小于0.1mm0.1mm细料含量后有助于降低垫层料的渗透系数。

因此在试验中，均采用细料含量后有助于降低垫层料的渗透系数。

因此在试验中，均采用小于小于0.1mm0.1mm的粉细砂掺入到垫层料中，使小于的粉细砂掺入到垫层料中，使小于0.1mm0.1mm含量满足垫层料设计含量满足垫层料设计级配要求。

级配要求。

垫层料渗透变形过程：

当渗透比降达到一定时，试样内部细颗粒产生垫层料渗透变形过程：

当渗透比降达到一定时，试样内部细颗粒产生迁移，属于一种管涌变形，少量粉粒或粘粒被带出试样，细颗粒在试样迁移，属于一种管涌变形，少量粉粒或粘粒被带出试样，细颗粒在试样内部进行调整，达到一种新的平衡并形成渗透稳定的级配料，随着渗透内部进行调整，达到一种新的平衡并形成渗透稳定的级配料，随着渗透比降的进一步增加，试样产生整体抬动，最终产生流土破坏。

比降的进一步增加，试样产生整体抬动，最终产生流土破坏。

过渡料过渡料方案编号方案编号试样试样干密度（干密度（g/cmg/cm33）3-13-1天然砂砾石上包线天然砂砾石上包线2.202.203-23-22.252.253-33-3天然砂砾石平均线天然砂砾石平均线2.202.203-43-42.252.253-53-5天然砂砾石下包线天然砂砾石下包线2.102.103-63-62.202.20过渡料无保护条件下的渗透变形试验方案过渡料无保护条件下的渗透变形试验方案代号代号D85（mm）D60（mm）D50（mm）D35（mm）D30（mm）D15（mm）D10（mm）CuCc样品品说明明TR182.3534.3921.669.015.001.150.6453.731.14过渡料上包渡料上包线TR2112.7767.5149.5324.7220.003.841.3848.924.29过渡料平均渡料平均线TR3161.30101.4078.6155.4447.7225.4017.405.831.29过渡料下包渡料下包线过渡料特征粒径表过渡料特征粒径表过渡料渗透变形试验（过渡料渗透变形试验

（1）过渡料渗透变形试验（过渡料渗透变形试验

（2）过渡料的渗透变形特性表过渡料的渗透变形特性表试验材料试验材料干密度干密度dd（g/cm（g/cm33）平均渗透系数平均渗透系数KK2020（cm/s）（cm/s）临界比降临界比降破坏比降破坏比降过渡料上包线过渡料上包线TR1TR12.202.205.495.491010-2-26.186.181010-2-20.200.201.211.211.301.302.252.252.062.061010-2-24.124.121010-2-20.210.210.220.221.211.213.013.01过渡料平均线过渡料平均线TR2TR22.202.201.271.271010-1-12.662.661010-2-20.150.150.260.260.610.611.001.002.252.256.006.001010-2-23.943.941010-2-20.150.150.300.300.800.801.511.51过渡料下包线过渡料下包线TR3TR32.102.104.874.871010-1-17.867.861010-1-10.150.150.360.360.290.290.500.502.202.202.472.471010-1-12.942.941010-1-10.250.250.260.260.250.250.260.26过渡料的渗透系数为2.0610-27.8610-1cm/s，临界比降为0.150.36，破坏比降为0.253.01，其破坏形式为管涌和过渡型。

过渡料渗透变形试验结论过渡料渗透变形试验结论11）级配的影响）级配的影响相同的击实干密度下，过渡料的渗透系数按上包线、平均相同的击实干密度下，过渡料的渗透系数按上包线、平均线、下包线的次序增大。

线、下包线的次序增大。

22）填筑干密度的影响）填筑干密度的影响同一种级配条件下，填筑的干密度对渗透系数有所影响，同一种级配条件下，填筑的干密度对渗透系数有所影响，但填筑密度对渗透系数的影响不是太明显。

在上包线和平均线但填筑密度对渗透系数的影响不是太明显。

在上包线和平均线的干密度由的干密度由2.20g/cm2.20g/cm33增至增至2.25g/cm2.25g/cm33，下包线的干密度由，下包线的干密度由2.10g/cm2.10g/cm33增至增至2.20g/cm2.20g/cm33时，渗透系数稍有降低。

时，渗透系数稍有降低。

过渡料上包线和平均线与垫层料较类似，试验破坏形式为过渡料上包线和平均线与垫层料较类似，试验破坏形式为过渡型。

由于下包线料中细料的含量很少，在试验中有时可看过渡型。

由于下包线料中细料的含量很少，在试验中有时可看到细砂冒出的现象，到细砂冒出的现象，J-VJ-V曲线上呈现较明显的转折点，其破坏曲线上呈现较明显的转折点，其破坏形式主要为管涌，个别试验为过渡型。

形式主要为管涌，个别试验为过渡型。

试验设计的原则：

为了在有限的试验工试验设计的原则：

为了在有限的试验工作量下达到预