土石壩粘土心墻固結(jié)及破壞影響因素試驗研究.pdf

1、水力劈裂是土石壩工程中人們最為關(guān)注，同時也是最有爭議的問題之一。土石壩的水力劈裂破壞往往會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。在此背景下，本文從心墻土體的固結(jié)變形入手，研究了土石壩心墻變形的影響因素;以達西定律和van Genuchten模型為理論依據(jù)，提出了一種非飽和土相對滲透系數(shù)的試驗-數(shù)值分析聯(lián)合測定法;設(shè)計了帶裂隙粘土心墻材料的破壞機理試驗，對防滲體水力劈裂試驗進行了模擬，演示了其存在發(fā)生破壞的可能性。本文的成果主要有:
　　(1)通過設(shè)計

2、的單向固結(jié)試驗，分析了荷載、排水條件等因素對非飽和重塑土固結(jié)變形的影響。隨著荷載的增加，土樣固結(jié)所需時間增加;相同荷載下，不能排水的土樣沉降量明顯小于可以自由排水的土樣。土樣質(zhì)量達到穩(wěn)定的時間長于土樣固結(jié)的時間。非飽和土樣孔隙水的散失受環(huán)境溫度的影響較大，而受荷載的影響較小。
　　(2)以廣義達西定律和van Genuchten模型為理論依據(jù)，通過簡單的蒸發(fā)試驗和數(shù)值分析，獲得非飽和狀態(tài)下土壤的相對滲透系數(shù)。模擬結(jié)果和試驗數(shù)據(jù)的對

3、比分析表明，該方法得到的非飽和土相對滲透系數(shù)具有一定的的可靠性;方法將試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合，在有限元反分析模型參數(shù)方面具有一定的創(chuàng)新性;試驗設(shè)備簡單，造價低廉，在科研和生產(chǎn)中具有推廣價值。
　　(3)通過設(shè)計的帶裂隙粘土心墻破壞機理試驗，探究了多種因素對粘土心墻水力劈裂的影響。試驗結(jié)果表明，粘土心墻內(nèi)部初始缺陷的尺寸會對水力劈裂破壞產(chǎn)生重要影響。當(dāng)初始缺陷尺寸較小時，其縫隙可能會閉合;而尺寸較大時，則可能會成為水流沖擊的通道，繼而