【摘要】：近年來,國家不斷加快對水利基礎設施的建設,北方的平原水庫作為調(diào)控水資源的有效方式之一,建設力度逐年加大。平原水庫的地質(zhì)條件屬于第四系沖積地層,筑壩土料多為砂黏土,在受到長時間水流沖蝕情況下,可能產(chǎn)生滲漏潰壩、土壤鹽漬化的嚴重后果。滲透性在平原水庫風險評估中起到至關(guān)重要的作用,提高平原水庫護坡土的抗?jié)B性已勢在必行。本文針對平原水庫土壤滲透性較強的缺陷,以平原水庫護坡土為研究對象,借助室內(nèi)滲透試驗、壓汞試驗、掃描電鏡試驗等,探討在固化劑、水泥、齡期、干密度四種因素影響下的平原水庫土壤滲透性的變化規(guī)律,實現(xiàn)宏觀物理性能與微觀孔隙分布的有機結(jié)合,為進一步研究平原水庫的滲流安全體系提供一定的理論依據(jù)。首先,從理論上了解工程安全運行的規(guī)范要求;熟知室內(nèi)滲透試驗、壓汞試驗、掃描電鏡試驗的試驗原理與具體操作流程,確保試驗結(jié)果的科學性與準確性;明確改良劑(固化劑、水泥)的微觀組成成分,學習數(shù)據(jù)分析軟件的使用方法,并分析改良劑與土壤顆粒之間的相互作用機理;然后,在課題組前期研究結(jié)果的基礎上,確定四因素大致的摻量范圍,設計正交試驗L_(16)(4~4),分析各因素對平原水庫土壤滲透性的影響程度,并確定最優(yōu)配比。為了研究各因素對土壤滲透微觀機理的影響,在正交試驗結(jié)果的基礎上,設計單因素試驗,通過壓汞試驗對改良土壤進行孔隙特征分析,量化改良土壤微觀孔隙形態(tài),闡明各因素對改良土孔隙分布的影響規(guī)律;通過電鏡試驗對改良土壤進行微觀掃描,直觀地揭示改良土內(nèi)部的物相組成及反應產(chǎn)物,探明各因素對改良土壤微觀體貌的影響規(guī)律。試驗結(jié)果表明,水泥、固化劑和齡期等因素使天然密度下平原水庫土壤的滲透系數(shù)降低一個數(shù)量級,使極微孔隙、微孔隙數(shù)量增多,大、中孔隙數(shù)量減少,微觀視野下,土體顆粒集團之間連結(jié)緊湊致密,滿足防滲技術(shù)要求。該類Al~(3+)固化劑和普硅水泥之間產(chǎn)生抑制作用,固化劑中游離的Al~(3+)離子集聚在水化鋁酸鈣的周圍,形成一層致密的保護膜,阻止其進一步發(fā)生水化反應,當水泥摻量為13%、固化劑摻量為2%時,相互抑制作用較大。此時改良土內(nèi)部大、中大孔隙數(shù)量較少(4.63%),顆粒間鑲嵌效果明顯,結(jié)構(gòu)較密實,電鏡圖片為穩(wěn)定的凝塊狀結(jié)構(gòu)。水泥摻量對土壤滲透性及小孔隙含量的影響較大,摻量越多,土壤滲透系數(shù)越小;當養(yǎng)護齡期從7d到28d時,黏土片從凝塊狀向葉片狀過渡,以面面接觸為主,水化反應趨于穩(wěn)定。通過將滲透系數(shù)與大孔、中大孔孔隙率之間進行多元非線性回歸分析,得出回歸方程,由改良土壤滲透系數(shù)可推算內(nèi)部孔隙形態(tài),在平原水庫的滲流安全評價中具有實際意義。
【學位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TV223
【圖文】：

課題研究技術(shù)路線圖

山東農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文2 材料與方法軸線長 8913.99m，取壩后坡土樣共計 10 處，取樣樁號、K4+100、K4+600、K5+700、K6+200、K7+000、K7+土料分區(qū)：砂壤土區(qū)、裂隙黏土區(qū)及裂隙黏土區(qū)與砂壤

屯水庫壩坡軸線長 8913.99m，取壩后坡土樣共計 10 處，取樣樁號為 K0+4500、K3+000、K4+100、K4+600、K5+700、K6+200、K7+000、K7+750、K8+5號覆蓋壩內(nèi)土料分區(qū)：砂壤土區(qū)、裂隙黏土區(qū)及裂隙黏土區(qū)與砂壤土混合區(qū)。圖 2 大屯水庫工程平面布置圖Fig.2 Datun reservoir project floor plan

【參考文獻】

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本文編號：2746860