压实宽级配黏土与刚性面结合带抗渗特性研究

研发了土料与刚性面结合带在相互正交、独立可控的压应力、剪切变形和水力比降作用下抗渗性能试验的大型和中型设备,最大剪切变形量值大于1 m。对压实天然宽级配黏土开展了结合带抗渗特性试验研究,发现了试样渗透系数随剪切变形突然增大后逐步减小并稳定的变化规律,剪切变形启停历史会弱化结合带渗透系数随剪切变形启动而突然增大的现象,初始密度高、应力高、试样尺寸大的土样渗透系数更低。考虑结合带导水系数与初始值的比值和试样渗透系数与初始值的比值之间的关系,分析渗透系数剪切后达峰值时结合带厚度在0.075~1.0 mm之间,结合带厚度随正应力减小、随试样尺寸增大而增厚。提出改进的黏土颗粒不规则形状集簇模型,通过组构变化较好解释了剪切过程中渗透性持续演化的机理,也支撑了结合带厚度的分析结论。

宽级配黏土与混凝土结合带渗透特性试验研究

针对宽级配黏土与混凝土结合带在大剪切变形条件下的渗透特性对高心墙堆石坝等构筑物安全影响较大的问题,采用自主研发的大剪切变形和应力联合作用下结合带渗透特性试验装置,模拟实际工程岸坡坝段心墙底部宽级配黏土层应力-变形-渗流条件,开展了宽级配黏土与混凝土结合带渗透特性试验,从而探讨试样渗透系数随剪切变形的变化规律。结果显示,剪切变形突然启动瞬间,试样渗透系数快速增大至瞬时峰值,然后逐步减小并趋于稳定,剪切变形停止后经历一定时间,渗透系数从终止值减小至延时稳定值后不再变化;经历过剪切渗流历史的土料在再次剪切时的渗透系数瞬时峰值低于上一次剪切过程。通过分析应力和水力比降等条件对上述规律的影响,并以结合带导水系数与其初始值的比值和试样渗透系数与其初始值比值间的对应关系为依据,给出了结合带可能的厚度。同时,通过结合带黏土颗粒团聚体的组构变化分析,较好地解释了结合带渗透性的变化机理。