土石壩粘土心墻的滲透系數(shù)統(tǒng)計分析

王天民　張哲元　張璐云

摘 要 自20世紀60年代起，為滿足國民經(jīng)濟的發(fā)展需要，全國各地開始大量興建造價低、建設(shè)期短的土石壩水庫。由于當時建設(shè)技術(shù)相對不高，所以水庫質(zhì)量參差不齊，現(xiàn)階段大多滲漏現(xiàn)象嚴重，多數(shù)處于帶病工作狀態(tài)，從而嚴重影響了水庫本身的經(jīng)濟效益。而對于土石壩水庫，防滲措施主要是設(shè)置粘土防滲墻。本文根據(jù)2007年匯總的493座大型水庫，統(tǒng)計研究其粘土心墻的相關(guān)參數(shù)，得出相關(guān)規(guī)律，為今后大壩修建，提供必要的數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞 粘土心墻；滲透系數(shù)；粘粒含量；粘聚力；內(nèi)摩擦角；水庫

中圖分類號 TV64 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）11-0098-02

1 土石壩粘土心墻參數(shù)

土石壩粘土心墻參數(shù)統(tǒng)計表如表1所示。

根據(jù)圖1滲透系數(shù)統(tǒng)計圖可知，土石壩水庫粘土心墻滲透系數(shù)多集中于10-4～10-6cm/s之間，根據(jù)《水利與建筑工程質(zhì)量要求》規(guī)定，發(fā)現(xiàn)其滲流量不滿足規(guī)定要求，表明現(xiàn)存土石壩水庫滲漏現(xiàn)象較為普遍，亟需解決滲漏問題。

根據(jù)圖2滲透系數(shù)與粘粒含量分布圖，了解到在粘粒含量少于40%時，粘土心墻的滲透系數(shù)隨著粘粒含量的增加而逐漸降低，防滲效果逐漸變好。而在粘粒含量高于40%時，粘土心墻的滲透系數(shù)便不隨粘粒含量的變化而變化，而是集中于分布在10-5～10-6cm/s。表明在設(shè)置粘土防滲墻時，在粘粒含量未超過40%情況下，可以通過選取粘粒含量高的土來提高防滲效果，在粘粒含量超過40%的情況下，這種方法便已不再適用，必須要通過其他方法提高防滲效果。

根據(jù)圖3粘聚力與粘粒含量關(guān)系曲線可知，隨著粘粒含量的增加，粘土的粘聚力逐步開始提高，抗剪能力逐步增強，粘土心墻的防滲效果愈好。粘粒含量越高，表明土顆粒間的距離越接近，即單位面積上土粒的接觸點愈多，根據(jù)飽和土的抗剪強度機理，則其原始粘聚力愈強。

根據(jù)圖4內(nèi)摩擦角與粘粒含量關(guān)系曲線可知，隨著粘粒含量的增高，心墻粘土的內(nèi)摩擦角逐步開始降低。根據(jù)土的抗剪強度機理，粘粒含量愈多，即表明細顆粒含量越大，顆粒間的滑動摩擦越強，咬合摩擦越弱，從而使得粘土的內(nèi)摩擦角越小。

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