【摘要】：世界各地已廣泛建造土石壩,但潰壩事故仍時(shí)有發(fā)生,統(tǒng)計(jì)表明滲流引起的土體內(nèi)部侵蝕(簡(jiǎn)稱滲流侵蝕)是其重要原因。目前滲流侵蝕雖然得到了重視,但由于土石壩心墻實(shí)際滲流方向與豎直方向成一定夾角,而且分層壓實(shí)使心墻料具有顯著滲透各向異性,豎向滲流侵蝕試驗(yàn)并不能完全反映土體滲透特性。同時(shí),用作心墻料的礫石土多具有缺級(jí)、最大粒徑大以及粉粒和黏粒含量高等特點(diǎn),而常規(guī)儀器難以滿足試驗(yàn)要求,導(dǎo)致其滲流侵蝕試驗(yàn)研究進(jìn)展緩慢。因此亟需研制滲透試驗(yàn)裝置并開展缺級(jí)礫石土心墻料滲流侵蝕各向異性試驗(yàn)研究。為開展缺級(jí)礫石土心墻料滲流侵蝕各向異性試驗(yàn)研究,同時(shí)減少儀器尺寸及形狀的差異所帶來(lái)的影響,本文研制了滲流侵蝕各向異性試驗(yàn)裝置。該試驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)了在同一腔體內(nèi)進(jìn)行水平滲流侵蝕試驗(yàn)和豎向滲流侵蝕試驗(yàn),并且能夠容納尺寸為540 mm×500 mm×470 mm的水平滲流侵蝕試驗(yàn)土樣和540 mm×540 mm×440 mm的豎向滲流侵蝕試驗(yàn)土樣,同時(shí)還能沿豎直方向?qū)υ嚇邮┘右欢ù笮〉膽?yīng)力。經(jīng)驗(yàn)證,試驗(yàn)過程中邊壁優(yōu)勢(shì)流不顯著,而且試驗(yàn)具有良好的可重復(fù)性。利用滲流侵蝕各向異性試驗(yàn)裝置對(duì)缺級(jí)礫石土心墻料開展了不同礫石含量條件下的水平滲流侵蝕試驗(yàn)和豎向滲流侵蝕試驗(yàn),并主要從滲透系數(shù)、滲流侵蝕及破壞的特征水力梯度和局部滲透系數(shù)等角度研究了缺級(jí)礫石土心墻料滲流侵蝕各向異性以及礫石含量對(duì)滲流侵蝕各向異性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,滲流侵蝕各向異性主要表現(xiàn)在滲透系數(shù)和特征水力梯度,水平滲透系數(shù)是豎向滲透系數(shù)的9.62~25.82倍,豎向特征水力梯度是水平特征水力梯度的1.64~2.41倍,利用“錯(cuò)縫墻”滲流模型分析了滲流侵蝕各向異性機(jī)理是粗顆粒的定向排列導(dǎo)致水平滲流的滲徑較短而豎向滲流的滲徑較長(zhǎng)。水平滲流侵蝕試驗(yàn)和豎向滲流侵蝕試驗(yàn)的局部滲透系數(shù)曲線均呈“樹”狀發(fā)展趨勢(shì),即先保持相近后迅速分離,反映了內(nèi)部細(xì)顆粒穩(wěn)定-侵蝕起動(dòng)-遷移和堵塞-流失的發(fā)展過程。礫石含量對(duì)豎向滲透特性的影響比其對(duì)水平滲透特性的影響更顯著,隨著礫石含量的增大,水平滲透系數(shù)與豎向滲透系數(shù)間的差異逐漸縮小,水平特征水力梯度與豎向特征水力梯度間的差異則逐漸擴(kuò)大。最后本文提出了嚴(yán)格控制礫石含量以及在心墻設(shè)計(jì)中考慮滲流侵蝕各向異性的建議。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TV41
【圖文】：

滲流侵蝕各向異性試驗(yàn)裝置實(shí)物圖

a) 多孔透水板 b) 不透水板圖 2-5 導(dǎo)水槽實(shí)物圖壓傳感器的分布情況如圖 2-6 所示。2~5 號(hào)孔壓傳感器安裝在各進(jìn)，用來(lái)測(cè)量土樣進(jìn)出水側(cè)邊界處的滲透壓力，進(jìn)而得到土樣的總體6~14 號(hào)孔壓傳感器按照一定間距安裝在滲透儀的背面?zhèn)缺谏希脕?lái)中土樣各處的滲透壓力，進(jìn)而得到土樣各部位的局部水力梯度k -ji 。壓傳感器安裝在滲透儀頂蓋上，用來(lái)測(cè)量水囊內(nèi)液壓值。6 7 891041112 13 147.511.512.512.56 7 89 101112 13 142

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文土樣級(jí)配及全料最大干密度驗(yàn)土樣的基本物理性質(zhì)及級(jí)配土樣主要由土料（經(jīng)過粉碎并過篩）和石料組成，如圖 2-7 ，最大粒徑為 0.25 mm，粒徑小于 0.075 mm 的土顆粒含量為005 mm 的黏粒含量為 17.9%。經(jīng)測(cè)定，土料的液限為 45.5性指數(shù)為 25.0%，屬低液限黏土。石料按照粒徑大小可分為0 mm、20~40 mm、10~20 mm、5~10 mm 和小于 5 mm，其料多為扁平片狀。石料

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本文編號(hào)：2756475