[发明专利]一种用于面板堆石坝原位水平渗透试验方法

说明书

本发明提供了一种用于面板堆石坝原位水平渗透试验方法，包括以下步骤：设置待检区平面位置‑在待检区铺贴防水卷材‑进行铺料‑放样待检区平面位置，设置试验待检区‑在试验待检区域内设置供水坑、原位待检试体与观测槽‑供水并渗流‑渗流达到稳定，开始试验，计算水平渗透系数。本发明操作简单，适用性强，保证了渗透边界及碾压堆石料内部结构不受扰动，减小了偏差，使得所测量的结果也更真实、直观、可靠，得到的水平渗透系数更准确。

技术领域

本发明涉及一种用于面板堆石坝原位水平渗透试验方法，属于水利工程技术领域。

背景技术

堆石料通常是指岩体开采所得岩块经粉碎而得到的岩石碎块类集合体，其在自然界中分布广泛、储景丰富，且具有填筑密度大，压实性能好、透水性强、沉陷变形小、承载力高等优良特性。近年来大型施工机械发展迅速，使得碾压式高土石坝、堆石坝、混凝土面板堆石坝发展很快，但是这些土石坝中病坝又占有相当的比例，主要都是渗透问题，由渗透破坏引起的跨坝事件也时有发生。在现有技术中，堆石坝的填筑都是分层碾压而成，其渗流现象远不是均质的,而是成层的,且水平渗透远大于垂直渗透性，当渗流为水平向时，测量现场水平渗透系数是必要的，但对于某些特殊结构层或填土难以取原状样导致无法进行室内试验，或者所取土样受到扰动，渗透边界及内部结构已发生变化，导致室内检测结果与现场实际情况相比偏差较大，且相比于室内水平渗透试验，有必要探究一种现场原位试验方法，保证了渗透边界及碾压堆石料内部结构不受扰动。

根据上述，得到综合反映土体渗透能力的一个指标是渗透系数K，其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。影响渗透系数大小的因素很多，主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等，要建立计算渗透系数k的精确理论公式比较困难，通常可通过试验方法，包括实验室测定法和现场测定法或经验估算法来确定k值。目前，主要有以下几种确定K值的方式：

1.当前的渗透试验依据著名的法国科学家达西的达西定律开展的，即土体的渗透速度与试样两端面间的水位差成正比，而与渗径长度成反比，表示为：式中：v-渗流速度，k-渗透系数，h-试件两端的水位差，L-渗流长度,i-水力坡降。

2.在现行的《土工试验规程》依据达西定律提供了一种原位测定土体垂直渗透系数的方法，但并未给出原位测定土体水平渗透系数的方法。

3.对水平渗透试验采用室内制备试件进行常水头试验的方法，但对现场原位试验检测并不适用，其试验原理为：设试样的厚度为L，试样的截面积为A，试验时上下游水位差为h；试验时只需要用量筒和秒表测出一定时间t内下游出水口的出水量Q,确定试样渗透系数，公式表述为：

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于面板堆石坝原位水平渗透试验方法，该用于面板堆石坝原位水平渗透试验方法保证了渗透边界及碾压堆石料内部结构不受扰动，所测量的结果也更真实、直观、可靠。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种用于面板堆石坝原位水平渗透试验方法，包括以下步骤：

①设置待检区平面位置；

②在待检区铺贴防水卷材；

③进行铺料；

④放样待检区平面位置，设置试验待检区；

⑤在试验待检区域内设置供水坑、原位待检试体与观测槽；

⑥供水并渗流；

⑦渗流达到稳定，开始试验，计算水平渗透系数。

所述步骤①分为以下步骤：

(1.1)选择平整、无沉降的地方设置待检区，范围为方形，大小为1m×1m；

(1.2)在待检区上设控制点，用全站仪测量出待检区的控制点水平坐标。