長(zhǎng)江堤防深層攪拌水泥土防滲墻設(shè)計(jì)探討-資料下載頁(yè)
2025-07-06 17:16本頁(yè)面
【正文】 件同文獻(xiàn)[2]。模擬結(jié)果表明，平臺(tái)腳垂直出逸比降隨防滲墻厚度增大而降低，在這幾種厚度條件下，二者近乎線性關(guān)系。令防滲墻厚度與其滲透系數(shù)的比值為TKR，這一變量綜合反映了防滲墻的兩項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。圖2是平臺(tái)腳垂直出逸比降隨TKR值的變化曲線。由圖可見，隨TKR值的增大，滲控效果顯著增強(qiáng)。綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素，本文建議目前堤防工程深攪水泥土防滲墻的厚度宜不低于20cm。 （2）深攪水泥土防滲墻的允許比降 深攪水泥土防滲墻的允許比降J允可用下式表示： J允=ΔH/D/η 式中:D為墻體的最小厚度；ΔH為其上游面承受的水頭與下游面水頭的差值；η為安全系數(shù)。 從目前已掌握的長(zhǎng)江流域堤防情況看，防滲墻承擔(dān)的實(shí)際作用水頭一般小于8m，最大不超過10m。如果按最小墻厚20cm承受全部作用水頭考慮，根據(jù)允許比降的定義，承受10m的作用水頭時(shí)防滲墻內(nèi)的滲流比降為50，所以50的允許比降應(yīng)該能夠滿足一般要求。 值得指出的是，深攪水泥土防滲墻的滲透變形機(jī)理與粘性土相似程度如何目前還缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)研究，但可以肯定目前攪拌工法建成的深攪水泥土防滲墻不具備已知的四種形式滲透破壞的形成條件［3］，而且長(zhǎng)江堤防中防滲墻的作用水頭也較小，因此，允許滲透比降可以不作為長(zhǎng)江堤防工程防滲墻的控制指標(biāo)。 . 深攪水泥土防滲墻的抗壓強(qiáng)度 下面通過對(duì)堤防工程深攪水泥土防滲墻應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算，揭示不同條件下防滲墻的受力狀態(tài)，結(jié)合水泥土材料的力學(xué)特性和長(zhǎng)江重要堤防隱蔽工程的特點(diǎn)，綜合討論深攪水泥土防滲墻抗壓強(qiáng)度的取值問題。 二維有限元應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算斷面（圖3）：土堤頂寬8 m，高度8 m，內(nèi)外坡比1:3?；A(chǔ)取深度30 m。堤身為粘性土，堤基為砂性土（粉砂）。 m。其中：Ⅰ為堤基、Ⅱ?yàn)榈躺?、Ⅲ為防滲墻墻體。堤身、堤基均按均質(zhì)土考慮，并且為老堤，均已完成固結(jié)。 防滲墻布置在堤頂中軸線。 m。 m、 m， m、 m，以研究不同深度和型式防滲墻的受力特征。防滲墻分別采用三種水泥土材料（ MPa， MPa， MPa）進(jìn)行計(jì)算，研究材料參數(shù)對(duì)防滲墻受力性狀的影響。采用二維平面應(yīng)變分析方法。堤基、堤身和防滲墻用鄧肯張模型模型［4］。有關(guān)材料參數(shù)取值如表1。 對(duì)堤內(nèi)、外各取24 m作為計(jì)算的橫向邊界進(jìn)行計(jì)算，自地表向下取30 m作為底部邊界進(jìn)行計(jì)算。橫向邊界設(shè)滾軸支座，底部邊界設(shè)鉸支座。計(jì)算網(wǎng)格（圖略）單元總數(shù)1450，節(jié)點(diǎn)總數(shù)1516。 計(jì)算分期為：第一期對(duì)堤基進(jìn)行計(jì)算；第二期對(duì)堤身填筑進(jìn)行計(jì)算；第三期模擬攪拌法施工，計(jì)算到第三期時(shí)，將前期單元計(jì)算成果累加上本期按水泥土容重與防滲墻所在位置土容重之差計(jì)算所得體系應(yīng)力應(yīng)變?cè)隽?，作為本期?jì)算成果。第四期為加載期，計(jì)算設(shè)計(jì)水位的水荷載作用下防滲墻的受力情況。表表表4分別給出了三種水泥土材料情況下防滲墻中應(yīng)力的最大、最小值及應(yīng)力水平的最大值，應(yīng)力以壓為正。 從計(jì)算結(jié)果可以看出，不論選用那種水泥土材料，在防滲墻的深度不超過20 m，作用水頭不超過8 m的條件下，堤防防滲墻中的最大主應(yīng)力均不超過500kPa ()，最小主應(yīng)力不小于0，即不存在拉應(yīng)力。 防滲墻抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的選取除了考慮深攪水泥土防滲墻在設(shè)計(jì)水位下的受力狀態(tài)外，還涉及到兩個(gè)問題：（1）用什么標(biāo)準(zhǔn)判斷防滲墻的力學(xué)破壞？（2）選用多大的安全系數(shù)？ 如果按照壓縮破壞標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)上述應(yīng)力計(jì)算結(jié)果， MPa時(shí)，； MPa時(shí)。如果按照剪切破壞標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)上述應(yīng)力計(jì)算結(jié)果， MPa時(shí)，相應(yīng)單元的安全系數(shù)大于5； MPa時(shí)，相應(yīng)單元的安全系數(shù)在3左右。 根據(jù)深攪水泥土防滲墻的功能和受力方式，應(yīng)當(dāng)考慮圍壓作用，同時(shí)由于水泥土在圍壓作用下的力學(xué)破壞為剪切破壞，應(yīng)按照剪切破壞標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)其力學(xué)穩(wěn)定性。 4 主要結(jié)論 （1）堤防防滲墻的功能是截滲或增加滲徑，防止堤身和堤基的滲透破壞。因此，從防滲的功能看，防滲墻的完整性和連續(xù)性是關(guān)鍵。在長(zhǎng)江堤防深攪水泥土防滲墻設(shè)計(jì)指標(biāo)中滲透系數(shù)是控制性指標(biāo)。防滲墻滲透系數(shù)在106 cm/s量級(jí)、 m是合適的。 （2）水泥土的抗壓強(qiáng)度在堤防防滲工程中不是控制指標(biāo)，但由于它是直觀反映水泥土質(zhì)量的主要指標(biāo)，在應(yīng)用中也作為一項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。水泥土抗壓強(qiáng)度與水泥的摻量、土質(zhì)類型和含水量、攪拌的均勻性以及成型環(huán)境和齡期有關(guān)?？紤]到齡期特性，土質(zhì)特性，成型環(huán)境以及堤防防滲墻施工進(jìn)度等綜合因素，建議以水泥土90 d齡期的抗壓強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。 （3）考慮到長(zhǎng)江堤防防滲墻承擔(dān)的作用水頭不高（一般小于8 m），深攪水泥土防滲墻最大深度不超過20 m，從應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算結(jié)果看， MPa，防滲墻中無拉應(yīng)力。 MPa。 （4）針對(duì)長(zhǎng)江堤防工程的實(shí)際條件，深攪水泥土防滲墻本身不具備產(chǎn)生滲透破壞的前提條件，因此，建議在深攪水泥土防滲墻質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，允許比降可以不作為控制性指標(biāo)。 參考文獻(xiàn) [1] 李思慎，長(zhǎng)江重要堤防隱蔽工程建設(shè)中的防滲處理，長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)增刊，2000年12月。 [2] 張家發(fā)、2001年第5期。 [3] ，1992年。 [4] 朱百里，：上?？萍汲霭嫔?，1990. 13 /
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