|
测定松散砂性土和基岩中软弱层带渗透变形和渗透破坏水力坡降以及变形破坏特征的试验。松散砂性土层和软弱层带的渗透变形破坏，是由于地下水渗流引起的机械、化学作用，使土的结构发生变化，造成土颗粒或软弱层带物质、易溶盐随地下水渗流带出土体的过程和结果。在渗透压力作用下，细颗粒随渗流逐渐流失形成渗流通道的过程与现象，称为机械管涌；土体中的易溶盐被溶解随渗流带出的现象称化学管涌。在渗透压力的作用下，松散土层或基岩软弱层带的局部或整体发生浮动、隆起、开裂，最终被渗透托起的现象和过程称为流土。机械管涌从变形的发生、发展直至破坏具有一定的坡降区间和量变过程，这个过程有时甚至很长；流土的破坏常是突变性的。不论是管涌或流土，在地下水的渗流场作用下，其产生都有一处于极限平衡的临界状态，这时的水力坡降即理论上的临界水力坡降。渗透变形试验，一般分为室内试验和现场原位试验。 室内试验 对松散砂层的扰动样，需在进行颗粒分析试验，确定试样级配的基础上选择仪器，并根据需要控制干密度和试样高度，使试样均匀、分层装入仪器中。对黏性土层和基岩软弱层带的原状样，在取样和安装试件的过程中，要防止试样扰动、破坏、失水干裂等现象发生。试样装置方向，需使水流尽量通过夹层或与夹层接触的裂隙。当试样岩体节理发育可能使渗透水流严重流失时，试验前尚应对试样进行堵缝处理。 试验方法、步骤及注意事项：①需确定加压方式、起始压力、压力级差和观测时间等。加压最好选择静水加压方式，或配装调压罐的水泵加压方法；起始压力不宜太大，一般以形成0.1～0.5水力坡降的压力开始，以后可视试验情况，适当加大级差，直至产生变形和破坏；每个压力阶段的压力与流量稳定持续时间不少于24～36 h。②试验试件浸泡用水最好无气或少气，并仔细做好试验样品的浸泡，使含水量达到饱和。③在全部试验过程中都要定时认真、细致地观察试样渗水出逸面的情况，并做好观测记录；观测时间间隔，每0.5～1 h观测1次。 现场原位试验 对砂砾土可利用浅井、大型试坑或试槽，按水平或垂直渗透的不同要求，布置通过试体的进出水系统，压力、流量的量测系统和出逸面的观察窗等。对基岩软弱层带的试验，首先是选择具有代表性的试验点，利用勘探平硐和辅以必要的支洞，制成能方便供水和观测的立体试件（通常为长方体），并使渗透水流以平行流的方式通过基岩软弱层带。此外从供水线至渗流出逸面间布置1～2排观测孔用以直接观测水力坡降（见图）。
葛洲坝水利枢纽202号夹层层间剪切带现场渗透变形试验布置图（单位：m） 引自：曹乐安主编.葛洲坝工程丛书.基础设计与处理.中国水利水电出版社，1998
试验方法、步骤及注意事项，基本与室内试验相同，但值得提出的是：①这样的大型现场原位试验，做一次不容易，因此，每个压力阶段的稳定延续时间应适当延长。②试件试验结束后，不管其破坏与否，尽可能做一次降压试验（或复压试验），这对分析夹层破坏特征有一定的参考价值。 资料整理，在认真检查和校正原始资料的基础上，绘制压力（或比降）、流量、渗透系数历时曲线，绘制渗流水力坡降（J）与流量（Q）关系曲线，试件范围内的等水头线和水质成分变化曲线，并结合现场观察情况进行综合分析。一般情况，J—Q关系曲线和现场渗流出逸面的观察记录是分析判断试样发生渗透变形性质（类型）及临界水力坡降的主要依据。
|
