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1、赛西水库左坝肩原状细砂土渗透变形试验土赛西水库左坝肩原状细砂土渗透变形试验青海省水利厅水电勘测设计研究院地质队谢文卫3557 工程的赛西水库,位于我省柴达木盆地东部乌兰县境内的希赛盆地.在施工开挖中发现其左坝肩分布有范围广,厚度较大(最大厚度 12m)的第四系上更新统的细砂层(如图 l 所示), 经颗粒分析为极细砂土 ,轻砂壤土,个别夹层粘粒含量较高,为重砂壤土,密实度与相对密度,随深度增加反而稍有下降的趋势,但其值变化很小此砂土层处于正常高水位以下的地段虽不超过 7m,但在其上嗲逢.硷.,修建水工建筑物或其本身,由于渗流作用,在一定条件下会发生渗透变形破坏,从而导致工程失事为评价该层原状砂土
2、的稳定性,确定能否作为坝基土的一部分,就必须作渗透变形试验,以测定其临界坡降和破坏坡降.而室内又无这种现成的仪器.为此,根据土地的实际情况,仿照”原状土渗透变形试验 ”操作规程(参考试行) 中的仪器,加工制造了适合于工地用的原状土渗透变形试验仪.圈 1 赛西水库左坝赢剖面围一洎制渗透变形仪的结构自制原状土渗透变形仪结构如图 2 所示,它是由观测器,土样器,进水缓冲器,滤水板,滤水网及上,下测压管组成.观测器,进水缓冲器两部分与士样器均以丝扣连接为取样方便,在土样器上加工了一个与土样器同直径,用丝扣连接的 5m 高的取土环刀.野22外取样时,将取土环刀装在土样器上,置于取样地面上,用切土刀将环刀
3、周围的土刨去,边压边刨,直至装满土样器后,割断土样,取下环刀,小心整平土样器两端,并将其置于两块夹板(靠土拌面有薄橡皮)中,用景拴拧紧( 如图 3 所示),以防水分蒸发.之后,平放木箱中用棉纱之类的软物塞紧,送回试验室备用.刿压管囝 2 渗透变嚣试验仪蓑置示毫圉为找出较合理的土样渗径,同径土样器加工了三个规格,即高 5cm,15cm,20cm 三种经试验证明,5cm 高的土样器,虽取土窖易,但渗径太短,测试水力坡降时出现了困难.不适合于无凝聚性砂土用;20era 高的土样器所取土样,不仅渗径太长,而且在取样时不易取满,从而也会影响试验资料的准确性,所以选定 15cm 高的土样器作为标准土样器较
4、宜.二,测定木力坡降操作过程(一 )在进水缓冲器内,垫粒径 5mm 左右的砾石,厚度 5.5cm,放置滤水板及 120 目(可根据砂粒粒径而定)的铜丝布.然后将进水口与供水管相连接,水位与滤水板平齐;(二 )将装满原状砂土样的土样器下部连接在进水缓 j 中器上,上部连接观测器.都用涂以凡士林的丝扣相连.接好上,下测压管;并固定在墙壁上钢板尺两侧.以便读水头差;(三 )滴水饱和 ,完全排除土中含气.当水淹没试样下游面时,可注水至出水口溢水,即囝 3 取土嚣蓑置示童由可进行试验;(四 )加第一级水时 ,初始渗流坡降为 0.1 左右,每次抬高水头差 2cm,l 小时后开始测记测压管水位,并用量筒测读
5、水量三次,时间闻隔为 l 小时,若三次测得的测压管水位及渗水量基本稳定,又无异常,记录观测器中土样情况,测量渗出水的水温及室温后,即可提高下一级水头.重复上述操作步骤,直至试样破坏,水头不能再继续增加时.即结束试验.三,试验成果分析与结论赛西水库渗透变形试验所取土辩为轻砂壤土.不均匀系数为 1.5,平均粒径为 0.077mm,有效粒径 0.0530.055mm 之间,天然相对密度 0.450.68 之间.从试验情况看,当水头差升至 6.58.Ocm 时,渗流坡降在 0.4330.533 之间,渗流水开始变浑,细粒被带出,在 Igilgv 关系曲线上有拐点出现,这时可认为试样已达到临界坡降当水头
6、差接近 18cm,渗透坡降接近 1.2 时,试样表23面先冒气泡.然后带出大量土颗粒,渗流量也突然增大.土样呈管涌.流土悬浮破坏.根据绘制的 lgiIgv 曲线,结合观察资料,计算结果如表 J.表赛西水库左坝肩砂土渗透变形试验成果与计算值上士实临计允实破涪土十孔孔按酱按甚样界 i 年坏透粒太式南式样高璇垃坡系比密虢照抄计科计度涮降葬降测降数重度塞比基算院算=i3lF(cm/1)G 一(g,cm)()lKJmm)i0792.5x1000.9090.8961048i 一31.5】0 31.49444.50.8010.9381097I232 舢 00gl3l032,701.5090.7891.】1一
7、扎隙串.以小数计从表 l 中看出,20cm 高的士样所测的 i值和 j 值小于 15cm 高的土样所测的值.其原因是 20cm 高的土样器取士时土样取不满,所缺部分是用扰动土填满的.而填土的结构和密度不能保持天然状态,故所测结果偏小.从表中还看出,如果以 15cm 高的士样所测的 i*值为标准,均小于用太沙基公式及南京水科院公式计算的 i.和 k 值.计算的i.值也都小于原苏联丘加也夫实地调查的细砂地基上 IV 级建筑物(表 2)的 i.值.由此表明.所测得的原状砂土路发生短路现象.(四 )加强化学药品 ,仪器,分析资辩的管理1.化学药品的管理(1)化学药品必须贮存于专用贮存室或柜中,并根据其
8、特性分类分柜存放,贮存室要干燥,通风良好,但要避免阳光直射.同时,室内室外要有各种类型的灭火器材.以防火灾;(2)已制备的各种浓度的试剂.要分门别类排列在玻璃台橱内,不宜放在实验台上;(3)实验所用的药品,溶藏,标样等都应有标签.绝对不能在容器内装入与标签不相符的药品.禁止使用化验室的器皿供人食用饮水;(4)稀释硫酸时.必须在硬质耐热烧杯或锥形瓶中进行.只能将浓硫酸注入水中,严禁将水倒入硫酸中.2.仪器的管理(1)化验室要建立仪器损赔制度,仪器的拆卸,维修要建立请示报告制度;(2)存放化学品的容器必须清洗干净.以免与其它异物发生化学反应.3.分析资料的管理分析资料应指定专人负责管理,并建立登记
9、编号,出借,收回,保存等制度.(五 )改善化验室的环境条件改善化验室的环境条件,一要建立合理的废气的排放,废液的回收,废渣的处理等办法,以免污染室内空气,对整个工作造成危害;二要化验室应备有急救药品,消防器材和劳保用品.并按规定发给化验人员应该享有保健费三要建立安全登记卡,健全岗位责任制,每天下班前应检查水,电,窗,门的安全与防护安全管理是一个科学技术部门能否正常工作和能否顺利完成任务的关键问题.必须从思想上提高认识.行动上严肃对待,切实抓好,杜绝一切不安垒事故发生,以便化验工作搞得更好.(I-接第 2d 页)表 1 所列渗透系数是用渗透变形试验仪测定的,其值为 1.31.510cm/sec;
10、 表 4是用南 55 翌渗透仪(环刀为 1.840ram)所测渗透系数,其值为(19)10em/sec,而现场所测渗透系数为 1.3010cm/see,I.6910 一 Scm/sec.三者相比,渗透变形试验仪测得的渗透系数与现场试验所测渗透系数更为接近.这是由于渗透变形试验仪甩土样为 ll5.76150(或 200)ram,土样面积大,渗径长,因而代表性好.衰 4 南 55 翟渗透龊所毳 IjI 五暴数干密度藩透薹敦土号孔骧比(g/era)m,)1_503153307960.761(3.916.02)10-】一 22l_5001.626m8130.784(1.563.27)1O-1.5OO154B0.807 0.753(1_33.70)l0 一应用渗透变形仪,准确而快速得出了赛西水库工程急需的试验数据,为工程施工提出有效的工程处理方案奠定了基础,受到设计,地质人员的好评.d3
