土石壩粘土心墻的滲透系數統計分析

王天民　張哲元　張璐云

摘 要 自20世紀60年代起，為滿足國民經濟的發展需要，全國各地開始大量興建造價低、建設期短的土石壩水庫。由于當時建設技術相對不高，所以水庫質量參差不齊，現階段大多滲漏現象嚴重，多數處于帶病工作狀態，從而嚴重影響了水庫本身的經濟效益。而對于土石壩水庫，防滲措施主要是設置粘土防滲墻。本文根據2007年匯總的493座大型水庫，統計研究其粘土心墻的相關參數，得出相關規律，為今后大壩修建，提供必要的數據支持。

關鍵詞 粘土心墻；滲透系數；粘粒含量；粘聚力；內摩擦角；水庫

中圖分類號 TV64 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）11-0098-02

1 土石壩粘土心墻參數

土石壩粘土心墻參數統計表如表1所示。

根據圖1滲透系數統計圖可知，土石壩水庫粘土心墻滲透系數多集中于10-4～10-6cm/s之間，根據《水利與建筑工程質量要求》規定，發現其滲流量不滿足規定要求，表明現存土石壩水庫滲漏現象較為普遍，亟需解決滲漏問題。

根據圖2滲透系數與粘粒含量分布圖，了解到在粘粒含量少于40%時，粘土心墻的滲透系數隨著粘粒含量的增加而逐漸降低，防滲效果逐漸變好。而在粘粒含量高于40%時，粘土心墻的滲透系數便不隨粘粒含量的變化而變化，而是集中于分布在10-5～10-6cm/s。表明在設置粘土防滲墻時，在粘粒含量未超過40%情況下，可以通過選取粘粒含量高的土來提高防滲效果，在粘粒含量超過40%的情況下，這種方法便已不再適用，必須要通過其他方法提高防滲效果。

根據圖3粘聚力與粘粒含量關系曲線可知，隨著粘粒含量的增加，粘土的粘聚力逐步開始提高，抗剪能力逐步增強，粘土心墻的防滲效果愈好。粘粒含量越高，表明土顆粒間的距離越接近，即單位面積上土粒的接觸點愈多，根據飽和土的抗剪強度機理，則其原始粘聚力愈強。

根據圖4內摩擦角與粘粒含量關系曲線可知，隨著粘粒含量的增高，心墻粘土的內摩擦角逐步開始降低。根據土的抗剪強度機理，粘粒含量愈多，即表明細顆粒含量越大，顆粒間的滑動摩擦越強，咬合摩擦越弱，從而使得粘土的內摩擦角越小。

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