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鲁西平原区粘性土结构与渗透特征研究

曹存先  
【摘要】:鲁西平原水库存在的渗流问题是由于坝基粘性土的渗透性造成的。以往对粘性土的渗透性有认识不足,在地质勘察过程中,发现其普遍的宏观结构,直接影响到渗透性。本论文在研究粘性土结构的基础上,逐步揭示其渗流机制,为后续渗流设计提供可靠依据。 本文从粘性土的结构性、渗透性和渗透稳定性等方面开展研究工作。 粘性土的结构性:粘性土普遍存在着宏观孔隙结构,即粘土的裂隙结构和壤土、砂壤土的大孔隙结构,从其基本分布规律和伴生物姜石的特点进行粘性土宏观孔隙结构的成因分析,推断了壤土大孔隙结构的形成过程,并从毛细水渗透压力角度对比分析粘性土的结构特征。 粘性土的渗透性:粘性土的结构性决定其渗透性。粘性土渗透特点具典型的各向异性,在不同的水力坡降下、不同的位置渗透系数不同。一般粘性土可近似为各向同性体,其渗透性小,属弱~微透水层。但是具结构性的粘性土的渗透系数非常大,属强透水层。从无粘性土的基本规律开始,延伸到对粘性土渗透系数的确定方法。 粘性土的渗流控制:坝基渗流可分为三个阶段,即垂向渗流阶段、自由渗流阶段和侧向渗流阶段;目前渗流计算和控制,通常平原水库坝基渗流控制措施,即水平防渗和垂直防渗相结合;复合土工膜防渗是对压实粘性土坝体的渗流控制措施。 粘性土的渗透稳定性:粘性土渗透变形型式主要为流土。粘性土的抗渗坡降应通过现场渗透变形试验确定。无粘性土渗透变形的型式和允许比降确定,分析认识粘性土以及压实粘性土的渗透变形特征。 在鲁西平原区水库、输水线路的勘察过程中,大量研究工作认识粘性土的结构特征,从不同区域的地层对比,发现粘性土结构具有普遍性特征,进行相应照片记录。在相对隔水层的存在区进行了一系列现场抽水试验,得出影响粘性土渗透系数的因素和转化规律。现场渗透变形试验的可靠性强,大型水库勘察各种粘性土现场试验,确定出研究区抗渗坡降。 通过以上研究,得出如下结论。


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