魯西平原區(qū)粘性土結構與滲透特征研究.pdf

1、魯西平原水庫存在的滲流問題是由于壩基粘性土的滲透性造成的。以往對粘性土的滲透性有認識不足，在地質勘察過程中，發(fā)現(xiàn)其普遍的宏觀結構，直接影響到滲透性。本論文在研究粘性土結構的基礎上，逐步揭示其滲流機制，為后續(xù)滲流設計提供可靠依據(jù)。 本文從粘性土的結構性、滲透性和滲透穩(wěn)定性等方面開展研究工作。 粘性土的結構性：粘性土普遍存在著宏觀孔隙結構，即粘土的裂隙結構和壤土、砂壤土的大孔隙結構，從其基本分布規(guī)律和伴生物姜石的特點進行粘性

2、土宏觀孔隙結構的成因分析，推斷了壤土大孔隙結構的形成過程，并從毛細水滲透壓力角度對比分析粘性土的結構特征。 粘性土的滲透性：粘性土的結構性決定其滲透性。粘性土滲透特點具典型的各向異性，在不同的水力坡降下、不同的位置滲透系數(shù)不同。一般粘性土可近似為各向同性體，其滲透性小，屬弱～微透水層。但是具結構性的粘性土的滲透系數(shù)非常大，屬強透水層。從無粘性土的基本規(guī)律開始，延伸到對粘性土滲透系數(shù)的確定方法。 粘性土的滲流控制：壩基滲流

3、可分為三個階段，即垂向滲流階段、自由滲流階段和側向滲流階段；目前滲流計算和控制，通常平原水庫壩基滲流控制措施，即水平防滲和垂直防滲相結合；復合土工膜防滲是對壓實粘性土壩體的滲流控制措施。 粘性土的滲透穩(wěn)定性：粘性土滲透變形型式主要為流土。粘性土的抗?jié)B坡降應通過現(xiàn)場滲透變形試驗確定。無粘性土滲透變形的型式和允許比降確定，分析認識粘性土以及壓實粘性土的滲透變形特征。 在魯西平原區(qū)水庫、輸水線路的勘察過程中，大量研究工作認識粘

4、性土的結構特征，從不同區(qū)域的地層對比，發(fā)現(xiàn)粘性土結構具有普遍性特征，進行相應照片記錄。在相對隔水層的存在區(qū)進行了一系列現(xiàn)場抽水試驗，得出影響粘性土滲透系數(shù)的因素和轉化規(guī)律。現(xiàn)場滲透變形試驗的可靠性強，大型水庫勘察各種粘性土現(xiàn)場試驗，確定出研究區(qū)抗?jié)B坡降。 通過以上研究，得出如下結論。 1.粘性土中普遍存在著宏觀孔隙結構，即粘土的裂隙結構和壤土、砂壤土的大孔隙結構。 2.不同的鉆探工藝對粘性土結構會產(chǎn)生不同的影響，

5、只有原狀土樣才能真實地反映粘性土的結構特征。 3.“裂隙粘土”由于粘粒含量高，失水時易收縮而形成干裂。壤土的大孔隙結構形成比較復雜，應從礦物組成、結構形式和滲流規(guī)律等方面來分析。 4.粘性土的結構性決定其滲透性。 5.粘性土在一定條件下可由隔水層轉化為含水層。 6.除分散性粘性土外，粘性土滲透變形型式主要為流土。 7.粘性土的抗?jié)B坡降應通過現(xiàn)場滲透變形試驗確定。 8.裂縫粘土在小的水力比降