本文關(guān)鍵詞：筑壩土料的水利工程性質(zhì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

　　摘 要：在水利工程的建設(shè)中，筑壩土料的應(yīng)用越來越廣泛，但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中也存在著一定的問題，所以對(duì)筑壩土料的水利工程性質(zhì)研究成為意義重大的一個(gè)課題，作者根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)筑壩土料的水利工程性質(zhì)進(jìn)行了初步的分析，與水利工作者共同探討研究。
　　關(guān)鍵詞：筑壩土料；水利工程；性質(zhì)
　　本文對(duì)筑壩土料的水利工程性質(zhì)進(jìn)行初步的分析，以期與水利工作者共同提高認(rèn)識(shí)，有效節(jié)約資金，促進(jìn)水利工程發(fā)展。本文主要從以下三個(gè)方面對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行分析：土的最大干密度，抗拉強(qiáng)度以及水力學(xué)性質(zhì)。
　　一、土的最大干密度
　　土體的干密度越大，密實(shí)度越高，建筑工程的安全性越高。筑壩土體的密實(shí)度一般采用以下兩種表示方法：對(duì)于粘性較高的土體的常采用壓實(shí)系數(shù)法，而對(duì)于粘性較低的土體則用相對(duì)密度法表示。水的最大干密度是指非飽和粘性土體在被壓實(shí)到干密度最大時(shí)的密度。
　　1. 土體干密度的主要影響因素。土體干密度的影響因素包括土體的種類、含水率、土體顆粒的大小以及壓實(shí)度等。其中，土體含水率與壓實(shí)功是對(duì)其影響最大的兩個(gè)因素。一般來說，壓實(shí)度越大，土的干密度越大。在擊實(shí)度一定的情況下，土的干密度與含水率之間呈現(xiàn)正態(tài)分布的關(guān)系，峰值含水率即為最優(yōu)含水率。水利施工實(shí)際含水率越接近最優(yōu)含水率，工程的經(jīng)濟(jì)性越高。
　　2. 土體含水率對(duì)干密度的控制作用。水利建設(shè)一般都采用非飽和粘性土，在擊實(shí)的過程中，土體內(nèi)的氣體會(huì)排出，土的體積會(huì)減小。當(dāng)土體內(nèi)的氣體全部被排除后，土體顆粒就基本沒有壓縮性，這種情況下，在增大擊實(shí)功也不會(huì)增加土的干密度。土體在壓實(shí)后轉(zhuǎn)變?yōu)榘俸险承酝�。土體的含水狀態(tài)是不能通過肉眼判斷的，需要通過檢測(cè)儀及干密度測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定，然后通過計(jì)算飽和度計(jì)算筑壩土體的飽和程度。
　　3. 擊實(shí)試驗(yàn)。擊實(shí)試驗(yàn)是目前測(cè)定土體最大干密度有效且簡(jiǎn)便的方法。該試驗(yàn)作為最基礎(chǔ)的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)。一般擊實(shí)試驗(yàn)需要取至少五個(gè)點(diǎn)來繪制擊實(shí)曲線，找到峰值點(diǎn)，進(jìn)而找到最優(yōu)干密度點(diǎn)。最優(yōu)含水率是準(zhǔn)確測(cè)定采用靜壓脫濕試驗(yàn)。
　　二、土的抗拉強(qiáng)度
　　土的抗拉強(qiáng)度是分析土壩抗裂程度的重要力學(xué)指標(biāo)。尤其近年來高土石壩等抗裂要求非常高的建筑物的建設(shè)，要求必須考慮土體的抗壓強(qiáng)度，否則會(huì)造成很大的損失和浪費(fèi)。土體的抗壓試驗(yàn)一般分為：直接拉伸試驗(yàn)和間接拉伸試驗(yàn)。直接拉伸試驗(yàn)包括三軸拉伸試驗(yàn)與單軸拉伸試驗(yàn)。單軸拉伸試驗(yàn)是通過對(duì)試樣施加無側(cè)向拉應(yīng)力來測(cè)得土體試樣的抗拉強(qiáng)度。三軸拉伸試驗(yàn)是將剪切三軸儀進(jìn)行改裝，在固定側(cè)壓力的情況下，通過減小軸向壓力來測(cè)得抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法。
　　一般來說，在非飽和粘性土中較易發(fā)生拉伸破壞。筑壩土料的抗拉強(qiáng)度與土體的物理參數(shù)有很大關(guān)系。試驗(yàn)表明：土體的含水率越小，干密度越大，其抗拉強(qiáng)度越大。此外，拉伸強(qiáng)度還與試驗(yàn)的速率有關(guān)系。一般來說，試驗(yàn)速率越快，土的抗拉強(qiáng)度越大。
　　三、土體的水力學(xué)性質(zhì)
　　大壩等水利工程建設(shè)的主要目的是防水。如果土體的滲透性太大，則大壩的工程質(zhì)量就會(huì)受到很大影響。一旦大壩形成的水力滲透大于土體的滲透性，則會(huì)導(dǎo)致大壩變形而使大壩被破壞，對(duì)下游人民財(cái)產(chǎn)安全造成損害。
　　1. 粗粒土的滲透系數(shù)。粗粒土的滲透系數(shù)是土體重要的水力學(xué)性質(zhì)，反映土體與流動(dòng)水體的相互作用關(guān)系。土的滲透系數(shù)與土的結(jié)構(gòu)、組成及水的物性有關(guān)。粗粒土的滲透系數(shù)是滲透分析常用的物性參數(shù)，是保證滲透穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。近些年，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)快速發(fā)展，涌現(xiàn)出各種滲透系數(shù)的計(jì)算模型。合理的選擇計(jì)算參數(shù)及計(jì)算模型，使計(jì)算結(jié)果盡可能接近實(shí)際情況，這是保證水利工程建設(shè)施工安全的重要因素。粗粒土的滲透參數(shù)若選取不當(dāng)，大壩極易在水力坡作用下發(fā)生損壞，使國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)受到不必要的損失。
　　法國(guó)水力學(xué)家達(dá)西首先通過對(duì)滲透試驗(yàn)的研究，提出水在土體的滲透速度與水力坡降成正比關(guān)系的規(guī)律。該規(guī)律是現(xiàn)在普遍應(yīng)用的達(dá)西定律：關(guān)系式如下：
　　V=KJ
　　式中：V=滲透速度（cm/s）； K=滲透系數(shù)（cm/s）； J =滲透水力坡降J=（H1-H2）/L
　　式中： J=滲透坡降 ； L=滲透路徑（cm）；
　　H1 =上游水頭值（cm）； H2=下游水頭值（cm）
　　滲透系數(shù)是重要的水力學(xué)參數(shù)，反映土體空隙的大小、連通性等孔隙性質(zhì)。
　　此外，土體的滲透性還與孔隙比有關(guān)。一般情況下，對(duì)同一土體或者物理性質(zhì)相差不大的土體，滲透系數(shù)隨孔隙比的增大而增大。對(duì)于物理性質(zhì)相差很大的土體，則滲透系數(shù)隨孔隙比的變化關(guān)系不確定。例如，粗粒土與粘土顆粒粒徑差異較大，在同樣壓實(shí)條件的情況下，粗粒土的孔隙比小于粘性土的孔隙比，但是，粗粒土的滲透系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粘性土的滲透系數(shù)。出現(xiàn)這種情況的原因是二者顆粒的組成不同，粗粒土空隙的數(shù)量相對(duì)較少，但是連通性好，空隙空間大，水在土體中滲透時(shí)所受的阻力較小，所需繞流路徑較短，水流速度較快。因此，水體顆粒組成比孔隙比對(duì)滲透系數(shù)的影響更大。
　　2. 粗粒土的滲透變形性。粗粒土的滲透變形性是粗粒土的另一個(gè)重要性質(zhì)。滲透變形會(huì)對(duì)大壩等土體造成損害，，危害人民的利益。對(duì)粗粒土的滲透變形性進(jìn)行研究，對(duì)水利工程的設(shè)計(jì)及施工具有重要意義。滲透穩(wěn)定性對(duì)大壩的安全具有極為重要的意義。滲透破壞一般表現(xiàn)為四種形式：流土、管涌、流失、沖刷。對(duì)于筑壩土料的水利工程建設(shè)，一般選用密實(shí)度較高的土體經(jīng)壓實(shí)而成，一般發(fā)生的滲透破壞都是流土破壞。流土破壞坡降的系數(shù)選取與其緊密相關(guān)，它的取值是一個(gè)很大的范圍，選取合適的計(jì)算模型，通過計(jì)算機(jī)軟件模擬進(jìn)行選擇。
　　3.土體的裂縫沖刷變形。土體的裂縫沖刷變形是土體發(fā)生滲透變形的特殊形式。粘土與礫質(zhì)土是目前筑壩土料的常用材料，二者粒徑相差很大，所表現(xiàn)的水力學(xué)特征相差也很大，礫質(zhì)土較易產(chǎn)生滲透問題，有時(shí)出現(xiàn)滲透裂縫，而粘性土具有很大是收縮性能，會(huì)導(dǎo)致大壩出現(xiàn)收縮裂縫，嚴(yán)重危害壩體的安全。統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)約有38%以上大壩事故是由于滲透導(dǎo)致裂縫。大壩土體的反滲透性能一般通過裂縫沖刷實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探討。土體若在反滲透料的保護(hù)下，在水利沖刷時(shí)會(huì)表現(xiàn)出自愈性能。因此，國(guó)內(nèi)外在大壩土料水利工程建設(shè)中普遍采用反滲料保護(hù)法。試驗(yàn)證實(shí)：礫質(zhì)土與粘性土在有反濾層保護(hù)的情況下都會(huì)產(chǎn)生次生反濾層。
　　四、結(jié)束語
　　筑壩土料的水利工程性質(zhì)研究對(duì)水利工程科研發(fā)展具有重要意義。通過對(duì)該性質(zhì)的研究，可以有效提高筑壩土體的安全性，節(jié)約資金，提高工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)水利工程的發(fā)展以及社會(huì)的進(jìn)步具有重要意義。
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  本文關(guān)鍵詞：筑壩土料的水利工程性質(zhì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。