工程項目管理系統(tǒng) | OA系統(tǒng) | ERP系統(tǒng) | 工程項目管理軟件 | 裝飾管理系統(tǒng) | 簽約案例 | 購買價格 | 在線試用 | 手機APP | 產(chǎn)品資料
X 關閉
工程項目管理軟件系統(tǒng)

當前位置:工程項目OA系統(tǒng) > 建筑OA系統(tǒng) > 工程項目管理軟件系統(tǒng)

碾壓混凝土滲透系數(shù)的確定方法

申請免費試用、咨詢電話:400-8352-114

  摘要:現(xiàn)場壓水試驗的碾壓混凝土滲流常處于非恒定狀態(tài),壓水試驗規(guī)程中按恒定流確定滲透系數(shù)的方法不再適用。本文仿照混凝土試件快速試驗確定滲透系數(shù)的方法,推導出壓水試驗過程中滲流處于非恒定狀態(tài)條件下碾壓混凝土求滲透系數(shù)的方法和公式。該方法曾應用于江埡工程現(xiàn)場壓水試驗,較為真實的反映了碾壓混凝土的滲透特性。

  關鍵詞:碾壓混凝土 滲透系數(shù) 壓水試驗

  碾壓混凝土(RCC)壩的施工特點是通倉、薄層連續(xù)鋪筑并碾壓。碾壓混凝土壩施工速度快在世界范圍內(nèi)得到廣泛認可,但對碾壓混凝土防滲性能又存在疑虛,這種疑慮來自碾壓混凝土的施工方法及筑壩材料的特殊性。由于分層碾壓施工,層面出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)的機率要比常規(guī)混凝土大,這些薄弱環(huán)節(jié)對抗剪強度和滲透性影響是相當大的。大壩作為擋水建筑物,穩(wěn)定性、滲透性是人們最關心的問題。在碾壓混凝土壩施工技術日趨成熟,碾壓混凝土壩施工質(zhì)量不斷提高的同時,如何正確測試碾壓混凝土壩宏觀滲透性,特別是碾壓混凝土滲透性的現(xiàn)場精確測試,關系到對碾壓混凝土壩的安全與耐久性。《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》[1]中把現(xiàn)場壓水試驗作為現(xiàn)場評定碾壓混凝土抗?jié)B性的方法[2],其可靠性、準確性是至關重要的。反映混凝土滲透性指標有:透水率、滲透系數(shù)及抗?jié)B標號。由于目前尚無水工碾壓混凝土壓水試驗規(guī)程,只能套用《水利水電工程鉆孔壓水試驗規(guī)程SL-25-92》進行操作。SL-25-92是針對裂隙巖體壓水試驗而編制的,裂隙巖體壓水試驗容易達到滲流量Q的恒定值,應特別提出的是,SL-25-92推薦采用如下公式計算滲透系數(shù):

  K=Q/2πHLlnL/r0 (1)

  式中:K—綜合滲透系數(shù),單位:cm/s;Q—試段內(nèi)的壓水恒定流量,單位:cm3/s;H—試驗水頭(由試驗壓力換算為水頭),單位:cm;L—壓水段長,單位:cm,r0—鉆孔半徑,單位:cm.

  式(1)是按照壓水至恒定狀態(tài)(即Q維持一不變的常量)所求得的壓水段巖體平均滲透系數(shù),由于在壓水試驗前RCC內(nèi)部存在未被水填滿的孔隙,要達到恒定不變的壓水流量需要極長的時間,這在實際上辦不到的。因此,不能用式(1)來確定其滲透系數(shù)。

  1 混凝土試塊快速滲透試驗滲透系數(shù)分析

  由于混凝土試件存有孔隙,壓水試驗只有試件孔隙全部被水填充后才能達到恒定滲流狀態(tài),即滲透流量達到一恒定值。由于混凝土滲透性很微小,混凝土滲透試驗達到恒定流狀態(tài)歷時非常長,設備效率極低,且試驗歷時過長,發(fā)生意外試件的概率就越高。因此,這種正規(guī)試驗方法必須有裝備良好的試驗室內(nèi)進行,且不受時間的限制時才能進行。快速求得混凝土試件滲透系數(shù),特別是在工地試驗室條件下混凝土滲透試驗常采用如下簡易方法:即通過較短時間(T)壓水,不等待水將整個試件完全飽和就將試件劈開,測得飽和水上升高度Dm,即可求得滲透系數(shù)K.

  混凝土試塊如圖1,由底面向上壓水,壓水的水頭為?H.設時間為t時,飽和水面上升高度為y,該處水力梯度為J=H/y.依達西定律水面上升速度為:v=KJ=KH/y,設時間增量dt,水面升高dy,混凝土孔隙率為m,則水量增量為:dq=mBdy=Bvdt,或mydy=KHdt.壓水時間T時水面上升到Dm,通過積分,,積分后可求得:

  K=mD2m/2TH (2)

  混凝土孔隙率應通過試驗求得,或根據(jù)經(jīng)驗可取m=0.03這就是混凝土快速滲透試驗所常用的公式。這種快速試驗不如正規(guī)試驗精度高,式(2)在理論上也不夠嚴密,但經(jīng)對比試驗,混凝土試件快速試驗方法可以滿足工程要求,因而仍被廣泛應用。

  2 RCC鉆孔壓水試驗滲透系數(shù)分析

  實踐表明,RCC進行壓水試驗時要達到恒定流量值所需的時間比混凝土試件室內(nèi)試驗達到怛定流量的時間要長得多,在工地現(xiàn)場條件下是不可能的。在流量Q仍在變化時,用恒定流推導的式(1)是不可能的。如果用壓水試驗終結(jié)時的流量或用壓水過程的平均流量用式(1)求滲透系數(shù),不僅理論上是錯誤的,而且得出的結(jié)果誤差大,甚至是錯誤的。

  RCC壩鉆孔壓水試驗非恒定狀態(tài)與混凝土試件快速壓水試驗的機理相同。前者是飽和圈擴大的過程,后者是飽和水面上升的過程。所不同的是RCC壓水試驗不可能測到T時間飽和半徑r1,但r1值可以通過計算來求得。

  RCC壩鉆孔壓水試驗是一近似軸對稱問題,壓水水頭為h.鉆孔半徑為r0,孔內(nèi)水壓力h=H0;當飽和水面半徑為r,h=0,飽和區(qū)內(nèi)水壓力分布為h=H0lnr/r0/lnr1/r0;水力梯度為J=dh/dr=H0/lnr0/r1/r;飽和水面軸向外擴散的速度為Ur=Kdh/dr.

  設壓水試驗段長為L,時間dt后飽和區(qū)半徑增大dr,則由水量平衡:2πrLurdt=2πrLmdr,兩邊進行積分,則壓水段綜合滲透系數(shù)為

  K=m/H0T[r21/2lnr0/r1+r21-r20/4] (3)

  式中:r0—鉆孔半徑;r1—T時?段后飽和區(qū)半徑。

  在壓水過程中如果沒有水量損失,那么壓入碾壓混凝土內(nèi)的總水量應等于

  w=π(r21-r20)m (4)

  w可由試驗求得,因而r1即可求。知r1后,K由式(3)即可求得。

  3 工程應用

  為了研究碾壓混凝土的滲透性,為高碾壓混凝土重力壩設計提供依據(jù),在江埡大壩進行現(xiàn)場壓水試驗,依據(jù)本文式(3)及式(4)計算每一壓水段的綜合滲透系數(shù)。

  例如某壓水段壓水,總時間65min,總水量2.6l,由(4)求得r1=10.3cm,再由式(3)解得滲透系數(shù)k=3.9×10-8cm/s.這一滲透系數(shù)是壩體該壓水段的綜合滲透系數(shù),較為真實的反映了該段碾壓混凝土的滲透特性。

  4 結(jié)論

  按這一方法求滲透系數(shù)只要知道壓水段壓入總水量,就可以確定該段碾壓混凝土的綜合滲透系數(shù)。該方法不但適用于碾壓混凝土鉆孔壓水試驗的滲透系數(shù),也適合常態(tài)混凝土鉆孔壓水試驗。

  參 考 文 獻:

  [1]SL53-94,水工碾壓混凝土施工規(guī)范[S].

  [2]SL-25-92,水利水電工程鉆孔壓水試驗規(guī)程[S].

   
發(fā)布:2007-07-27 12:36    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關閉]
相關文章:

泛普工程項目管理軟件系統(tǒng)其他應用

項目管理工具 禪道項目管理軟件 夢龍項目管理軟件 微軟項目管理軟件 裝飾管理系統(tǒng) 裝修預算軟件 項目計劃軟件 項目進度管理軟件 軟件項目管理工具 材料管理軟件 工程項目管理軟件系統(tǒng) 項目管理系統(tǒng) 施工管理軟件 建筑工程項目管理軟件 工程管理軟件