宽级配粗粒料渗透试验方法探讨

宽级配粗粒料是一种在土石坝中广泛使用的材料.分析了宽级配粗粒料渗透试验方法的研究现状,指出了目前规程规范中存在的问题,归纳了影响宽级配粗粒料渗透试验的几个主要因素,主要包括:试验仪器的尺寸效应、边壁效应以及水中气泡对试验的影响,并有针对性地提出了解决问题的思路.     

不良级配粗粒土渗透变形的数值试验

针对单一粒径粗粒组和细粒组混合而成的不良级配粗粒土,采用计算流体力学与离散元耦合方法,考虑孔隙水与固体颗粒的相互作用,模拟了一定水力比降作用下的渗透变形过程,研究了细粒的运动规律,对比分析了初始细粒含量对渗透变形过程的影响。在水力比降作用下,土样中细颗粒运移会经历两个阶段,初期渗透压密,运动速度较低,之后随着渗透变形发展,渗流通道和运移通道逐步开敞,细颗粒运移速度加快。渗透变形发展过程中,土样出水口和入水口位置细粒含量降低、局部水力比降减小,而中部细粒含量增大、局部水力比降缓慢增加。当土样中初始细粒含量达到40%时,土样中部细粒含量会提高,并逐渐出现明显淤积层。土体渗透变形取决于整个渗径上的渗透稳定性,土料自身颗粒粒径几何关系确定的内部稳定性不能完全表征土体的渗透稳定性。     

宽级配粗粒土压缩变形特性试验研究

堆石坝工后沉降变形是影响坝体安全运行的关键。为研究筑坝粗粒土不同骨架结构的受力特 性,以及填筑因素对其压缩变形特性的影响,选取筑坝粗粒料设计不同粗粒含量 Ｐ5、密度 ρ与含水率 ω, 开展了 16组侧限压缩试验。研究结果表明:相同初始孔隙比、不同粗粒含量土体骨架结构的疏密程度 不同,随粗粒含量 Ｐ5增大,粗粒土压缩后孔隙比变化 Δｅ呈先增大后减小的趋势,且粗粒含量 60％的土 体压缩后孔隙率最小,干密度最大。压缩后,依据粗颗粒相互排列与接触的关系,可将粗粒土骨架结构 分为粗粒悬浮、粗粒咬合与粗粒架空三种类型。通过极差分析,土体的密度 ρ对其压缩变形影响最大, 其次是粗粒含量 Ｐ5,含水率 ω的影响最小。     

宽级配泥石流砾石土的动强度试验研究

目前，国内对宽级配砾石土的抗液化动强度指标少有进行试验和研究，简述了使用动三轴仪对云南东川蒋家沟泥石流区的宽级配砾石土进行了抗液化强度动力试验，得到了该种土在各种振次，饱和度和不同破坏标准下的动强度指标，进行了分析并提出了相应的建议，供工程设计或有关方面参考和积累资料。     

粗粒土孔隙比及级配参数与渗透系数概率的相关性研究

孔隙比和颗粒级配是粗粒土渗流力学特性的重要影响因素。利用Copula理论适合建立多个非独立变量间联合分布函数的优点,以渗透试验成果为数据基础,构造了反映粗粒土渗透系数k、孔隙比e、级配不均匀系数Cu和曲率系数Cc间相关关系的四维最优Archimedean Copula函数(即Nelsen No 13,四维单参数对称Archimedean Copula函数)。利用构造的最优四维Copula函数求条件概率,便可得到粗粒土渗透系数估值的保证率,或者计算在一定保证率条件下的渗透系数。通过比较渗透系数试验值与Copula函数法、Terzaghi法及Hazen法计算值,阐述了Copula理论用于粗粒土渗透参数估值的可靠性。     

考虑饱和渗透系数的宽级配土渗流侵蚀过程室内试验研究

【目的】宽级配土是堤防的主要填料,其在水力梯度作用下会发生内部侵蚀直至管涌破坏。渗流侵蚀过程会改变土体性质,进而影响饱和渗透系数。依据饱和渗透系数演变规律,探究土体渗流侵蚀过程,有助于工程安全性评价与渗透破坏预测防治。【方法】采用自制渗流侵蚀试验仪,通过逐级升高渗透水压力,开展土体侵蚀过程试验,测量饱和渗透系数和细颗粒流失量,探究级配与干密度对渗流侵蚀过程的影响。【结果】结果显示：依据饱和渗透系数演变规律,渗流侵蚀过程可分为侵蚀前期阶段、侵蚀发展阶段和侵蚀破坏阶段,从而定义了渗蚀发展临界水力梯度和渗蚀破坏临界水力梯度;宽级配土的渗蚀发展临界水力梯度与渗蚀破坏临界水力梯度均随级配参数D₁₅/d₈₅增加而减小;当细颗粒含量处于欠填状态时,渗蚀发展临界水力梯度随细颗粒含量增加而减小,渗蚀破坏临界水力梯度随细颗粒含量增加近似线性增大;当细颗粒含量处于满填状态时,两种临界水力梯度与累积细颗粒流失率均随着干密度增加而增大。【结论】可见,由于渗透侵蚀造成的饱和渗透系数变化显著地受土体级配与密实状态的影响。     

瀑布沟工程宽级配砾石土抗渗性能改善试验研究

本课题结合瀑布沟工程的渗土料选择，对在坝址附近工程性质欠佳的土料，采用简单的剔除法提高其细粒含量，用掺合法，在粗粒含量较高的宽级配土料中按一定比例掺入细粒含量多的土料，达到改善其抗渗性能的目的，本试验研究成果已应用于瀑布沟工程土石坝防渗土料选择及初设文件中，具有较为明显的工程实际意义和社会效益。     

300m级堆石坝天然砾石防渗土料级配调整现场试验

某300m级特高堆石坝的天然宽级配砾石防渗土料具有“粗颗粒含量较多、细粒含量偏少和均匀性较差”的特点,为了改善土料的级配和均匀性,通过现场大型筛分试验、混合搅拌试验验证了防渗土料级配调整工艺的合理性、可行性,并提出了满足工程设计要求的天然宽级配砾石防渗土料级配调整工艺、系统改进措施。根据试验成果,认为采用适当的筛分工艺进行天然宽级配砾石土的级配调整是可行的,对于宽级配的砾石土料采用混合搅拌工艺改善土料的不均匀性是有效的。     

宽级配砾质土击实特性试验研究

为分析宽级配砾质土的压实特性,通过室内试验,对影响宽级配砾质土压实效果的因素进行全面总结和分析。试验结果表明,宽级配砾质土击实时干密度和含水率关系曲线呈上凸的抛物线型,具有一个最优含水率。击实后试样的最大干密度随砾石含量的增加呈现出先迅速增大,之后逐渐减小的变化规律。随着砾石含量的增加,宽级配砾质土的最优含水率先逐渐减小,之后基本稳定。     

宽级配砾石防渗土料的防渗抗渗特性研究

结合瀑布沟水电站、硗碛水电站等利用宽级配砾石防渗土料的工程实例,对宽级配砾石防渗土料作为高土石坝防渗体填筑材料的防渗抗渗特性进行了深入探讨,并分析了粗粒含量对砾石防渗土料的级配、击实密度、防渗特性和抗渗特性的影响,探讨了填筑密度、填筑含水率与渗透系数的关系,以及粗粒的破碎对改善土体的防渗性能的作用,提出了上坝土料的级配...     

砾石土宽级配土料在高坝应力状态下工程性质的研究

在大量试验基础上，系统分析和总结了宽级配冰碛土在高应力状态下应力—应变关系和强度特性、影响计算模型参数值的主要因素。结合砾石土宽级配土料（风化料、冰碛土）的变形强度机理，提出了新的非线性Ｋ—Ｇ模型及其验证和应用     

宽级配土料应力路径试验中几个问题的处理

通过对采用剔除法、等量替代法和相似级配法对超径颗粒进行替代后的级配曲线与原级配曲线进行比较，决定选用等量替代法进行处理后的土料试样进行室内三轴应力路径试验．试验中，加荷时均以正应力增量与广义剪应力增量之比作为应力路径的标志，采用应力控制方式分别实现了三种不同的应力路径．为确保体积应变量（文中简称体变量）的准确测定，宜选取直径较小的体变管．     

粗粒土渗透系数影响因素试验研究

粗粒土的渗透系数大小与土体类型、物质成分、颗粒级配、颗粒形状、密实度等因素相关.通过室内试验研究了土体颗粒形状、颗粒级配和试样密实度对粗粒土渗透系数的影响.采用正交法设计了9组常水头渗透试验,通过对试验结果进行极差及方差分析,确定了渗透系数随3种影响因素的变化情况.试验结果表明,渗透系数随颗粒级配特征值d20和曲率系数的增大而增大,随干密度的增大而减小,随颗粒球形度的增大而减小.     

黄河公伯峡水电站工程粗粒土的施工特性

分析了公伯峡水电站粗粒土施工中的集料级配、含水率、碾压机构、铺土厚度、碾压遍数等因素对压实的影响，提出对集料进行掺配、加水以及调节碾压机械振幅、振动频率等碾压施工技术措施。     

级配不连续粗粒土渗透变形试验缩尺方法研究

目前,基于试样的干密度、抗剪强度、变形特性和渗透性等效,提出了各种粗粒土试验超粒径颗粒缩尺方法,但对渗透变形试验中超粒径颗粒的处理并没有明确说明。通过采用不同缩尺方法对具有不同渗透稳定性的级配不连续型粗粒土进行渗透变形试验,并与原级配土的试验结果进行对照,分析了各类缩尺方法对渗透变形试验的适用性。结果表明:对于缺级粒径小于5 mm的级配不连续型土,等量替代法不影响粗料的绝对孔隙体积和细料填充程度,对管涌型和流土型土进行缩尺处理不改变试样的渗透破坏形式和水力条件;相似级配法因土体粒径的等比例减小使反映粗料孔隙尺寸的特征粒径D20相应变小,对管涌型土进行处理后渗透破坏形式转变为过渡型,流土型土的渗透破坏形式虽不会发生改变,但土颗粒离散程度的增大使相应的临界和破坏坡降明显降低;等量替代法能取得优于相似级配法的缩尺效果。     

无粘性粗粒土的渗透试验研究

无粘性粗粒土颗粒组成具有较大分散性特点,其渗透系数受颗粒组成影响较大.为了探寻无粘性粗粒土级配对渗透系数的影响,通过室内试验方法进行不同级配的无粘性粗粒土渗透试验研究,试验结果表明,无粘性粗粒土渗透系数与其颗粒级配具有相关性.以太沙基公式为例,将原有公式修正为与级配参数相关的函数表达式,从而体现出无粘性粗粒土渗透系数与级配的关系,为无粘性粗粒土的工程特性进行了有益的探索.     

粗粒土直接剪切试验抗剪强度指标变化规律

通过无粘性粗粒土的直接剪切试验，分析了在相对密度相同的情况下，粗粒土的粗粒含量抗剪强度参数的影响和同一种粗粒料在不同干密度下，抗剪强度指标的变化规律。