壓-剪耦合條件下土石壩心墻黏土滲透特性的試驗研究.pdf

1、黏性土是土石壩、堆石壩最常用的防滲材料。由于心墻黏土與壩殼料及岸坡基巖的變形模量差異較大，防滲體內(nèi)部及其與壩殼、岸坡的接觸部位會出現(xiàn)較大的剪切變形，甚至出現(xiàn)剪切裂縫;尤其是心墻與兩岸岸坡的大剪切變形區(qū)平行于滲流方向，在此區(qū)域很容易產(chǎn)生集中的滲流或接觸沖刷進而影響大壩安全。鑒于此，本文利用一種新研制的土體扭轉(zhuǎn)剪切滲透試驗裝置、通過試驗和理論分析，研究了黏性土在壓-剪耦合條件下滲透特性的變化規(guī)律。本文的主要工作和成果如下:
　　(1)

2、介紹了本課題的研究背景，總結(jié)分析了國內(nèi)外黏性土的滲透性和滲透穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀，指出了課題的研究意義。
　　(2)對一種土體扭轉(zhuǎn)剪切滲透試驗裝置進行加工、改造、檢定，研制出一套可滿足本文試驗要求的壓-剪耦合滲透試驗系統(tǒng)。
　　(3)測定了試驗土料的基本物理參數(shù)?；诟脑旌蟮膲?剪耦合滲透試驗系統(tǒng)的特點，設(shè)計了豎向一維固結(jié)試驗、豎向加壓徑向滲透試驗和豎向加壓-扭轉(zhuǎn)剪切耦合作用下的徑向滲透試驗，給出了數(shù)據(jù)處理公式及相應(yīng)的推導(dǎo)過程。

3、
　　(4)依據(jù)試驗結(jié)果，深入分析滲流方向平行于剪切面時豎向應(yīng)力、大剪切變形、水力坡降對滲透系數(shù)及滲透穩(wěn)定性的影響規(guī)律，結(jié)果表明:
　?、俪Ｒ?guī)的徑向滲透試驗所得出黏土的滲透系數(shù)隨固結(jié)壓力和水力坡降的變化規(guī)律符合已有一般規(guī)律。
　?、诋?dāng)前豎向壓力與前期固結(jié)壓力的相對大小決定著黏土剪切變形前后滲透系數(shù)和滲透穩(wěn)定性的變化趨勢。當(dāng)豎向壓力大于試樣的前期固結(jié)壓力時，剪切面在剪切過程中發(fā)生壓緊現(xiàn)象，沒有產(chǎn)生明顯的滲透弱面，試樣總體

4、滲透系數(shù)隨著剪應(yīng)變的發(fā)展略有減小。當(dāng)豎向壓力小于試樣的前期固結(jié)壓力時，試樣處于超固結(jié)狀態(tài)，剪切面在剪切過程中逐漸發(fā)生剪脹破裂從而出現(xiàn)滲透弱面;在穩(wěn)定滲流條件下滲透弱面具有自愈特性，但是自愈后的滲透系數(shù)顯著增大。高豎向壓力下的正常固結(jié)試樣剪切后的滲透穩(wěn)定性沒有顯著變化。低豎向壓力下的超固結(jié)試樣的滲透穩(wěn)定性顯著降低，其滲透破壞的形式為水頭驟升條件下的水壓楔劈效應(yīng)將滲透弱面劈裂，進而產(chǎn)生裂縫沖刷破壞。
　?、鬯兄频膲?剪耦合滲透試驗系