【摘要】：砂土壩是土石壩的一種,是由細(xì)砂和粉細(xì)砂填筑而成的,在我國(guó)西北地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)緩解這些地區(qū)用水矛盾,促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展具有積極的意義。但由于這些地區(qū)缺乏天然的砂礫石料,因此砂土壩反濾料層的選料成了關(guān)鍵性的問(wèn)題。復(fù)合土工布的發(fā)展和推廣為該問(wèn)題的解決提供了思路,但用復(fù)合土工布作為反濾料的砂土壩不同程度地出現(xiàn)了淤堵的問(wèn)題。如何在現(xiàn)有的條件,根據(jù)就近選料的原則,為砂土壩選出合適的反濾料就顯得尤為重要。本文在大量閱讀參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)之上,系統(tǒng)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外對(duì)于復(fù)合土工布、砂礫石反濾料的研究現(xiàn)狀,以李家梁水庫(kù)為例,選取了砂土壩所在地區(qū)常用的兩種復(fù)合土工布,通過(guò)等效孔徑試驗(yàn)、垂直滲透試驗(yàn)和淤堵試驗(yàn),初步探究了復(fù)合土工布在該地區(qū)反濾失效的原因;通過(guò)理論計(jì)算得出砂礫石反濾料的級(jí)配范圍,根據(jù)實(shí)際進(jìn)行了選料,用滲透試驗(yàn)、管涌試驗(yàn)和接觸流失試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其反濾效果,初步探究了人工配置砂礫石反濾料在砂土壩所在地區(qū)的可行性。綜合分析比較復(fù)合土工布反濾料和砂礫石反濾料的反濾效果,選出合適的一種,并給出一定的建議。論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)對(duì)選取的兩種復(fù)合土工布進(jìn)行保土性、透水性和防堵性的測(cè)定。由等效孔徑試驗(yàn)可知,所選取兩種復(fù)合土工布均滿足保土性的要求;由垂直滲透試驗(yàn)可知,兩種復(fù)合土工布均滿足透水性的要求。通過(guò)分析六組土-復(fù)合土工布淤堵試驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)兩種復(fù)合土工布在短時(shí)期內(nèi)就發(fā)生了淤堵的情況,特別是被保護(hù)土料級(jí)配細(xì)包線、平均線更易發(fā)生淤堵的情況,而從顆粒級(jí)配結(jié)果看,壩體土料級(jí)配大部分都集中在細(xì)包線和平均線之間,說(shuō)明將復(fù)合土工布應(yīng)用在該地區(qū)水利工程的反濾料中會(huì)發(fā)生淤堵的情況。(2)對(duì)于砂礫石反濾料,通過(guò)理論計(jì)算和實(shí)際選料,第一層反濾砂選用了榆林市佳縣黃河砂,第二層反濾砂礫石選用了人工碎石和佳縣黃河砂的混合形式。通過(guò)滲透試驗(yàn)可知其滿足透水性要求;通過(guò)管涌試驗(yàn)可知被保護(hù)土料在無(wú)反濾料保護(hù)的情況下會(huì)發(fā)生管涌破壞;通過(guò)接觸流失試驗(yàn)可知被保護(hù)土料在反濾料的保護(hù)之下,不會(huì)發(fā)生滲透變形和滲透破壞,滿足濾土排水的要求。(3)建議在無(wú)合適的天然砂礫石反濾料地區(qū),采用人工碎石和天然砂按照2:1的比例進(jìn)行混合的方式來(lái)解決。
【圖文】：

6 砂土壩反濾料試驗(yàn)研究1.6 技術(shù)路線本文依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274-2001、《土工試驗(yàn)規(guī)程》SL237-1999、《土工合成材料測(cè)試規(guī)程》SL235-2012、《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50290-98的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行了顆粒分析試驗(yàn)；對(duì)復(fù)合土工布進(jìn)行了等效孔徑試驗(yàn)、垂直滲透試驗(yàn)、淤堵試驗(yàn)；對(duì)砂礫石反濾料進(jìn)行了滲透試驗(yàn)、管涌試驗(yàn)、接觸流失試驗(yàn)。初步研究復(fù)合土工布在該地區(qū)反濾失效的原因，并進(jìn)行人工配置砂礫石反濾料。

總共選取了 17 組壩體土樣。由右岸向左岸、高程從高到低依次命名，壩體土樣的取樣點(diǎn)和試樣編號(hào)示意圖如圖2-1 所示；料場(chǎng)為一小山包，取樣時(shí)按照不同高程選取了料場(chǎng)底部、中部、上部三個(gè)部分的土樣，料場(chǎng)下部選取了 4 個(gè)取樣點(diǎn)、中部和上部分別選取了 3 個(gè)取樣點(diǎn)，每個(gè)取樣點(diǎn)選取了 1 組試樣，總共選取了 10 組料場(chǎng)土樣。由料場(chǎng)下部到上部依次進(jìn)行命名，，料場(chǎng)土樣的取樣點(diǎn)和試樣編號(hào) 2-2 所示。試樣均為人工鐵鍬取樣，選取去除 200mm 的表層土后進(jìn)行取樣，考慮后續(xù)試驗(yàn)的試樣用量，每個(gè)取樣點(diǎn)均選取了 25kg 的擾動(dòng)土樣。圖 2-1 李家梁水庫(kù)大壩壩體取樣示意圖（“B”為壩體）Fig2-1 The dam body samlpe of Li jialiang reservoir dam(“B” is dam body)
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TV41

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本文編號(hào)：2544972