浅论堤防振动沉模防渗墙材料与受力变形特性研究

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3、_=：]期盟迫盘堂!QQ§生!!旦：![1答掰委员会十席唑篮墨论文计阅人型箜魉、一趔丝、基应i!、进遂盎、庄丝兰、王堡田、苤篮．叠摘要病险堤坝的处治工程中，形成了一些比较成熟的治理技术，积累了丰富的经验。垂直防渗技术已广泛用于堤坝的除险加固，是病险堤坝工程的主要防渗加固措施。工程中，常用的垂直防渗技术有：

4、灌浆法、防渗墙法、高压喷射注浆法、深层搅拌法和垂直铺塑等。堤坝的垂直防渗是一个系统工程，垂直防渗方案的选择主要涉及到筑堤料、堤基士和防渗料的性状。然而，每项垂直防渗技术都有一定的针对性和局限性，各种堤坝病害的产生机理、出现部位和破坏程度也不尽相同。为确保病险堤坝的防渗处治效果，必须加强防渗技术的研究，选择科学、经济、合理的综合治理方案。垂直防渗技术的发展，也促进了防渗料的不断更新。本文在回顾和总结国内外垂直防渗技术的研究成果及其应用现状的基础上，针对振动沉模防渗墙技术，侧重研究了堤防振动沉模防渗料的性状及其防渗墙的受力变形特性。为了保证振动沉模防渗料的和易性、可泵性、流动性、离析性、泌水性

5、和防渗性，保证振动沉模防渗墙体的纵向均匀性，使墙体与堤防填料协调变形，加大振动沉模防渗墙的处理深度，需降低墙体防渗料的分层性及其刚度。通过振动沉模混合砂浆防渗料的室内配比试验，研究了混合砂浆防渗料的优化配比设计及其分层性状，揭示了混合防渗料的固化增强及其破坏机理。根据室内和现场试验，分析了防渗料各组分不同掺量对其性状的影响程度及其影响规律，揭示了防渗料各组分对强度的影响规律。混合砂浆防渗料的破坏特性及其判别准则是评价振动沉模防渗墙体安全性的关键问题，根据混合砂浆防渗料的破坏特性，提出了混合砂浆防渗料以及防渗墙的破坏判别指标。结合振动沉模防渗墙技术的工程应用，论述了墙体施工质量的控制措施，对

6、振动沉模防渗墙工程的各种特殊情况提出相应的处理方案。针对堤防工程中垂直防渗除险加固技术存在的问题，本文工作内容主要包括：l、总结分析了国内、外病险堤坝的失事原因、堤坝失事与渗透破坏的关系、堤坝的渗透破坏型式、各种垂直防渗加固技术的研究成果和应用现状、防渗料的研究成果及其应用现状等；同时，结合长江中下游地区堤防工程的特点，分析了堤防防渗加固工程中存在的问题。2、根据混合砂浆各组分原材料的性状，结合振动沉模防渗墙的设计和施工技术要求，采用水泥、粉煤灰、砂、土和外加剂等原材料，应用均匀设计理论，通过混合砂浆防渗料试件的室内配比试验，研究了混合砂浆防渗料的优化配比设计和混合砂浆防渗料各配比材料用量

7、。3、混合砂浆防渗料中，水泥和粉煤灰主要起固化料的作用，土料主要起充填作用，河海大学博士学位论文砂主要起集料作用，外加剂主要起减水增强的作用。混合砂浆防渗料的性状主要涉及到各组分的配比、水灰比、灰砂比、水泥标号、砂的细度模数、养护龄期、固化料的掺量和混合料的级配等。4、分层度是影响混合砂浆防渗料和易性、泌水性、流动性、离析性、可泵性和渗透性的控制性指标，也是影响振动沉模防渗墙体质量和墙体纵向均匀性的主要因素。通过混合砂浆防渗料试件的稠度、分层度和分层强度试验，系统地分析了混合砂浆防渗料各组分不同掺量对分层性状的影响程度，揭示了混合砂浆防渗料各组分不同掺量对分层性状的影响规律；根据稠度、分层

8、度、分层强度和强度分层模型试验结果，提出了振动沉模防渗墙体不同深处的抗压强度计算公式。5、根据混合砂浆防渗料试件的无侧限抗压强度试验、单轴抗压强度试验、三轴压缩试验、劈裂抗拉试验和抗折强度试验等，分析了混合砂浆防渗料各组分掺量和养护龄期对抗压强度的影响，研究了混合砂浆防渗料的力学性状和破坏型式，揭示了混合砂浆防渗料的破坏规律，建立了混合砂浆防渗料试件的弹性模量与强度之间关系。并与柔、塑性混凝土的强度和养护龄期的变化规律进行了对比分析。根据室内和现场试验，分析了混合砂浆防渗料各组分掺量对渗透性的影响。6、采用扫描电子显微镜测试技术(sEM)，研究了混合砂浆防渗料的微观结构，系统地分析了混合砂

9、浆防渗料各组分的增强、固化和防渗效用，从而揭示了混合砂浆防渗料的固化增强及其破坏机理。7、在论述前人强度研究成果的基础上，根据混合砂浆防渗料试件微裂缝的发展规律，提出了考虑混合砂浆防渗料性质的拉、剪破坏临界应力状态。研究了混合砂浆防渗料的破坏特性，提出了混合砂浆防渗料以及防渗墙的破坏判别指标，对防渗墙体的破坏特性和安全性进行评估。8、采用非线性弹塑性Biot固结有限元程序计算分析了振动沉模防渗墙体的受力性状，揭示了不同强