某水电站料场砾石土渗透试验探究

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1、某水电站料场砾石土渗透试验探究　　摘要：目前砾石土被广泛地用作高土石坝的防渗体，国内已建成的139.8m的某水电站堆石坝就是用它作心墙的防渗材料。结合某水电站工程料场砾石土的室内试验，分析了土料的颗粒级配、比重、液塑限、塑性指数、最大干密度、最优含水率及渗透系数的相互影响关系，试验结果证明该料场砾石土料渗透性稳定，满足高土石坝心墙的标准。Abstract：Gravellysoilhasbeenwidelyusedasimperviousmaterialinhighearth-rockdaminrecentyears.Ta

2、kingthe139.8mhighahydropowerrockfilldamforexample，theseepagestabilityexperimentinthecorewallmaterialisdescribed.Combinedwithgravelsoilofahydropowerstation’sMaterialfieldoflaboratorytest，thispaperanalyzestheinteractionalrelationshipofgraincomposition，specificgravi

3、ty，liquidandplasticlimit，plasticityindex，maximumdrydensity，optimummoisturecontentandpermeabilitycoefficient，theexperimentresultsshowthatthepermeabilityofgravelsoilisstabilityandtheexperimentresultsmeetthestandardsofhigh6earth-rockfilldamcorewall.关键词：砾石土；颗粒级配；渗透系数

4、；心墙Keywords：gravellysoil；graincomposition；permeabilitycoefficient；corewall中图分类号：TV44文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）34-0087-020引言砾石土经碾压后一般可获得较高的密度及强度、较低的压缩性，已在土石坝工程中被广泛地用作防渗材料。据统计，在100m以上高土石坝中有70%的坝采用该种土料为心墙防渗料。在建和已建成的100m以上高土石坝中，所占比例更高[1]。由于这种土料颗粒级配范围宽广，且多具有不均匀、不稳定、不

5、连续的特点，其工程性质的研究，尤其是其渗透特性的研究一直是土石坝工程的一项重要研究内容。6水在土体孔隙中的流动，由于土体孔隙的断面大小和形状十分不规则，因而是非常复杂的现象。即使是单纯的砂土，也不可能求出流速分布的规律或者孔隙中真实流速的大小。因此，研究土的透水性，只能用平均的概念，用单位时间内通过土体单位面积的水量这种平均渗透速度来代替真实速度[2]。渗透系数大都是通过室内试验来获取的，室内测试方法是当今研究渗透系数的主要方法，但其影响因素很多，如土的试验颗粒级配、比重、液塑限、塑性指数、最大干密度、最优含水率以及仪器

6、性能、操作方法[3]。1工程概况某水电站砾石土心墙堆石坝坝顶长576.68m，最大坝高139.8m，坝址控制流域面积9.39万平方千米，多年平均流量960立方米/秒。水库正常蓄水位1408.00m，相应库容6.6亿立方米，建设规模为4*325MW机组，总装机容量140万千瓦，保证出力346.9MW，多年平均发电量64.68kW.h。某水电站工程属一等工程，永久性主要水工建筑物为I级建筑物。枢纽建筑物主要由砾石土心墙堆石坝、左岸溢洪道、冲沙兼放空洞、引水系统、地面厂房及灌溉取水口等组成。2试验仪器、方法此次渗透试验采用垂直

7、渗透变形仪，试6验筒尺寸：H=500mm，Φ500mm，仪器允许最大试验粒径为60mm。试样均匀分3层，用击实锤振捣密实达到要求的高度，每层级配相同。采用常水头渗透的试验方法，采用低水头饱和法，饱和时间均不低于24h。加第一级水头时，初始坡降可为0.02～0.03；然后一般按0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.4、0.5、0.7、1.0、1.5、2.0…等坡降递增。在接近临界坡降时，渗透坡降递增值应酌量减小。如果各级连续3次测得的水位及渗水量基本稳定，又无异常现象，即可提升至下一级水头。当水头不再继续增加或试

8、样破坏时，试验即可结束。本次试验依据达西渗流定理V=KJ来计算砾石土料的渗透系数。3试验成果试验材料选自某水电站工程料场的天然砾石土，试样编号为SJ9、SJ12、SJ18、SJ19、SJ26、SJ39。渗透系数与土的颗粒级配、比重、液塑限、塑性指数、最大干密度、最优含水率有着极密切的关系，故在渗透试验前分别进行了颗分