砂土坝反滤料试验研究

发布时间：2019-10-02 14:19

【摘要】：砂土坝是土石坝的一种,是由细砂和粉细砂填筑而成的,在我国西北地区得到了广泛的应用。对缓解这些地区用水矛盾,促进当地经济发展具有积极的意义。但由于这些地区缺乏天然的砂砾石料,因此砂土坝反滤料层的选料成了关键性的问题。复合土工布的发展和推广为该问题的解决提供了思路,但用复合土工布作为反滤料的砂土坝不同程度地出现了淤堵的问题。如何在现有的条件,根据就近选料的原则,为砂土坝选出合适的反滤料就显得尤为重要。本文在大量阅读参考文献的基础之上,系统总结了国内外对于复合土工布、砂砾石反滤料的研究现状,以李家梁水库为例,选取了砂土坝所在地区常用的两种复合土工布,通过等效孔径试验、垂直渗透试验和淤堵试验,初步探究了复合土工布在该地区反滤失效的原因;通过理论计算得出砂砾石反滤料的级配范围,根据实际进行了选料,用渗透试验、管涌试验和接触流失试验来验证其反滤效果,初步探究了人工配置砂砾石反滤料在砂土坝所在地区的可行性。综合分析比较复合土工布反滤料和砂砾石反滤料的反滤效果,选出合适的一种,并给出一定的建议。论文的主要研究内容和结论如下:(1)对选取的两种复合土工布进行保土性、透水性和防堵性的测定。由等效孔径试验可知,所选取两种复合土工布均满足保土性的要求;由垂直渗透试验可知,两种复合土工布均满足透水性的要求。通过分析六组土-复合土工布淤堵试验结果,发现两种复合土工布在短时期内就发生了淤堵的情况,特别是被保护土料级配细包线、平均线更易发生淤堵的情况,而从颗粒级配结果看,坝体土料级配大部分都集中在细包线和平均线之间,说明将复合土工布应用在该地区水利工程的反滤料中会发生淤堵的情况。(2)对于砂砾石反滤料,通过理论计算和实际选料,第一层反滤砂选用了榆林市佳县黄河砂,第二层反滤砂砾石选用了人工碎石和佳县黄河砂的混合形式。通过渗透试验可知其满足透水性要求;通过管涌试验可知被保护土料在无反滤料保护的情况下会发生管涌破坏;通过接触流失试验可知被保护土料在反滤料的保护之下,不会发生渗透变形和渗透破坏,满足滤土排水的要求。(3)建议在无合适的天然砂砾石反滤料地区,采用人工碎石和天然砂按照2:1的比例进行混合的方式来解决。
【图文】：

6 砂土坝反滤料试验研究1.6 技术路线本文依据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001、《土工试验规程》SL237-1999、《土工合成材料测试规程》SL235-2012、《土工合成材料应用技术规范》GB50290-98的有关规定进行了颗粒分析试验；对复合土工布进行了等效孔径试验、垂直渗透试验、淤堵试验；对砂砾石反滤料进行了渗透试验、管涌试验、接触流失试验。初步研究复合土工布在该地区反滤失效的原因，并进行人工配置砂砾石反滤料。

总共选取了 17 组坝体土样。由右岸向左岸、高程从高到低依次命名，坝体土样的取样点和试样编号示意图如图2-1 所示；料场为一小山包，取样时按照不同高程选取了料场底部、中部、上部三个部分的土样，料场下部选取了 4 个取样点、中部和上部分别选取了 3 个取样点，每个取样点选取了 1 组试样，总共选取了 10 组料场土样。由料场下部到上部依次进行命名，，料场土样的取样点和试样编号 2-2 所示。试样均为人工铁锹取样，选取去除 200mm 的表层土后进行取样，考虑后续试验的试样用量，每个取样点均选取了 25kg 的扰动土样。图 2-1 李家梁水库大坝坝体取样示意图（“B”为坝体）Fig2-1 The dam body samlpe of Li jialiang reservoir dam(“B” is dam body)
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TV41

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本文编号：2544972