基于孔隙特征的反濾層設(shè)計準(zhǔn)則研究.pdf

1、世界大壩破壞實(shí)例調(diào)查結(jié)果表明，由滲透破壞而造成的大壩失事，占所有事故的40％以上。因此，土體的滲透破壞對土石壩安全影響程度很大。反濾層的使用既能保證防滲體的滲透穩(wěn)定，又可充分保證排水體的排水效果，從而顯著提高土石壩的安全度，由此可見對反濾層研究的重要性?，F(xiàn)有的反濾層設(shè)計主要是從顆粒粒徑的角度出發(fā)進(jìn)行研究，而實(shí)際上對于被保護(hù)土是顆粒問題，對反濾層應(yīng)該是孔隙的問題，也就是反濾層設(shè)計應(yīng)該從被保護(hù)土的顆粒特性與反濾層的孔隙特征的對比來考察，才能

2、真正地反映反濾保護(hù)的特征。
　　本文以橫泉水庫壩體黃土為研究對象，開展了系列抗?jié)B試驗(yàn)、激光粒度分析試驗(yàn)、壓汞試驗(yàn)，并進(jìn)行了離散元軟件模擬，取得了以下幾方面結(jié)論:
　　(1)反濾層有效孔隙直徑越小，被保護(hù)土的干密度越大，抗?jié)B臨界坡降就越大;將被保護(hù)黃土的抗?jié)B強(qiáng)度作為因變量，反濾層有效孔隙直徑、被保護(hù)土干密度作為自變量利用最小二乘法進(jìn)行多元回歸分析求得了兩個主要影響因素的權(quán)重，為反濾層的重要性提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。
　　(2

3、)現(xiàn)有反濾層設(shè)計中安全系數(shù)有較大的優(yōu)化空間和提升潛力，在符合規(guī)范濾土排水要求的前提下，利用提出的臨界坡降公式可作為預(yù)估抗?jié)B臨界水力坡降的一種手段，有效降低安全系數(shù)的取值，節(jié)省投資。
　　(3)易流失土顆粒主要集中在小顆粒，皆位于小于被保護(hù)土顆粒級配的d50的顆粒范圍內(nèi);反濾層鋼珠直徑越小，易流失土顆粒集中程度就越高。
　　(4)激光法和比重計法具有良好的相關(guān)性，利用激光粒度分析儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)的比重計具有可行性，而且激光法具有測量

4、粒徑范圍廣、重現(xiàn)性好、測量速度快以及操作簡單的優(yōu)點(diǎn)，為反濾抗?jié)B試驗(yàn)流失土的測量提供了極大的便利，目前利用激光粒度儀測反濾抗?jié)B試驗(yàn)流失土顆粒級配曲線的做法較少。
　　(5)壓汞試驗(yàn)主要用于測量塊體內(nèi)部或粉末表面的孔隙分布特性，對于測量散粒體的孔隙分布特性，目前方法還不成熟，有待進(jìn)一步完善。
　　(6)針對符合碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范(SL274-2001)要求的反濾層采用離散元軟件進(jìn)行二維反濾層模擬，并加以CAD繪制孔隙，得到反濾