[發明專利]一種土石壩砂礫石筑壩料垂直滲透特性試驗方法

在審

• 申請號: 202110340946.2
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113049472A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 崔家全;王建民;楊凌云;王奇峰;魏鵬;馬凌云;李子森;陸希;李粉靈;張曉鳳
• 申請（專利權）人: 中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 趙嬌

本發明屬于水利水電工程土工試驗方法技術領域，公開了一種土石壩砂礫石筑壩料垂直滲透特性試驗方法，利用滲透儀對原級配筑壩料進行大型垂直滲透特性試驗，可避免顆粒級配縮尺效應對筑壩料滲透特性的影響，利用水頭供水加壓裝置模擬實際壩體擋水工作水頭，在維持原有填筑料級配的基礎上，模擬水電站大壩填筑料在實際水頭壓力作用下的滲透特性，并且配以高精度的控制組件，能實現填筑料在不同條件下原級配滲透特性試驗，測出土石壩砂礫石填筑料滲透特性參數，記錄并分析填筑料滲透特性演變過程，為高面板壩壩體滲透穩定性分析及評價提供更為準確、可靠、真實的技術參數，經濟效益顯著。

技術領域

本發明屬于水利水電工程土工試驗方法技術領域，具體涉及一種土石壩砂礫石筑壩料垂直滲透特性試驗方法。

背景技術

隨著高面板土石壩的興建，砂石料筑壩料滲透特性及壩體滲透穩定性成為高面板土石壩建設的制約性關鍵技術問題。原級配砂礫石筑壩材料滲透特性試驗多數是在現場碾壓試驗后，僅采用試坑注水法測定其非飽和狀態下的滲透系數，由于條件限制，無法測定高水頭作用下，原級配砂礫石筑壩料試樣滲透特性和滲透演變過程。另外，由于滲透試驗是在現有碾壓體上進行的，無法測定在上覆壩體壓力作用下填筑料的滲透特性。

因受制于儀器設備加工條件和工程規模的限制，目前國內現行版本的試驗規程中，對于最大粒徑遠超60mm的砂礫石填筑料，室內往往采用縮尺后的填筑料級配進行試驗，對于粒徑大于60mm原級配填筑料垂直滲透特性試驗缺乏明確的試驗方法和設備裝置。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供了一種土石壩砂礫石筑壩料垂直滲透特性試驗方法，克服了現有技術中存在的問題。

為了解決技術問題，本發明的技術方案是：一種土石壩砂礫石筑壩料垂直滲透特性試驗方法，包括以下步驟：

步驟1：根據試驗要求確定滲透儀的尺寸、滲透儀的加載荷載以及水頭供水加壓裝置的最大水頭壓力；

步驟2：在滲透儀內壁進行邊壁繞流處理；

步驟3：根據滲透試驗要求對填筑料進行制樣，制樣時在滲透儀的測壓孔中預埋測壓延伸管；

步驟4：完成制樣后，安裝滲透儀的上游透水板，在上游透水板上鋪設緩沖料，接著安裝液壓千斤頂，將滲透儀緊固；

步驟5：根據試驗要求采用液壓千斤頂對填筑料施加荷載，然后對填筑料從滲透儀底部自下而上滴水飽和；

步驟6：將滲透儀輸入端與水頭供水加壓裝置連接，滲透儀輸出端與滲水量量測裝置連接，滲水量量測裝置輸出端與沉淀池連接，沉淀池輸出端與蓄水箱輸入端連接，蓄水箱輸出端連接水頭供水加壓裝置，將水頭供水加壓裝置、滲透儀和滲水量量測裝置分別與控制組件電連接；

步驟7：進行垂直滲透特性試驗，開啟水頭供水加壓裝置，逐步提升試驗水頭至設計水頭壓力值，由控制組件記錄和采集填筑料垂直滲透特性試驗過程參數，進行滲透系數、滲透坡降和滲透流速參數的分析，根據滲透坡降和滲透流速繪制lgi-lgv曲線，用于觀察垂直滲透試驗的動態演變過程。

優選的，所述步驟1中滲透儀包括排砂孔、進水口、下游透水板、支撐柱、試樣容器、上游透水板、上蓋出水口、液壓千斤頂、帶孔傳力柱、測壓孔、測壓延伸管、飽和孔、支撐基座、試樣容器上蓋和試樣容器下蓋，試樣容器下蓋安裝于支撐基座上端面，其中試樣容器下蓋下端面設置有排砂孔，試樣容器下蓋左右端面分別設置有進水口和飽和孔，試樣容器下蓋內部豎直設置有支撐柱，所述試樣容器下蓋與試樣容器下端通過連接法蘭連接，其中試樣容器下蓋與試樣容器連接處設置有下游透水板，其中支撐柱與下游透水板垂直相接，所述試樣容器上端與試樣容器上蓋通過連接法蘭連接，其中試樣容器與試樣容器上蓋連接處設置有上游透水板，上游透水板上側設置有帶孔傳力柱，帶孔傳力柱上側設置有液壓千斤頂，液壓千斤頂上端面接觸試樣容器上蓋內側頂部，所述試樣容器上蓋右端面設置有上蓋出水口，所述試樣容器側面從上至下依次設置有多個測壓孔，測壓孔用于預埋測壓延伸管，測壓延伸管外接壓力傳感器，液壓千斤頂和壓力傳感器與控制組件電連接，用于采集測試斷面水頭壓力。