北疆供水工程白砂岩地基的渗透性研究.pdf
《北疆供水工程白砂岩地基的渗透性研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《北疆供水工程白砂岩地基的渗透性研究.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2023年7月收稿日期:20230220基金项目:国家自然科学基金项目:四维同化框架下荒漠河岸林蒸散与地下水互制机理解耦建模(U2003105)作者简介:王永鹏(1993),男,研究生在读,主要研究方向为水文及水资源。通信作者:杨鹏年(1966),男,教授,博士生导师,主要研究方向为干旱区地下水资源利用。DOI:10.3969/j.issn.1004-7328.2023.07.023北疆供水工程白砂岩地基的渗透性研究王永鹏1,2,刘洪强1,杨志勇1,杨鹏年2,冯思阳2(1.新疆水利发展投资集团,新疆乌鲁木齐830000;2.新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐830052)摘要:北疆供
2、水工程的地基土层以含局部泥岩夹层的白砂岩地基为主,其水力特性关乎工程病害的形成与发育。以倒虹吸段白砂岩地基土为研究对象,分别取白砂岩和夹层泥岩土样,通过室内试验确定其渗透系数;并通过现场原位竖管试验测定白砂岩地基垂向与水平渗透系数对比。结果显示,室内试验确定的白砂岩与泥岩的工程分类分别为粉土质沙和低液限黏土,渗透系数分别为1.0410-5和5.8710-7m/s;现场竖管试验测定的白砂岩地基垂向渗透系数为5.4010-7m/s,水平为1.4510-5m/s,水平渗透系数是垂向的26.85倍;白砂岩地基垂向渗透系数取决于泥岩夹层,水平方向取决于白砂岩主层;白砂岩地基垂向渗透系数在数值上与泥岩十分
3、接近,水平方向略大于白砂岩。白砂岩、泥岩中过高的细颗粒含量和较高的密实度使得白砂岩地基整体具有较差的渗透性,白砂岩地基沉积层的各向异性导致其不同方向渗透系数差异悬殊。关键词:白砂岩地基;粒径分析;竖管试验;各向异性;渗透系数中图分类号:TV223.1文献标识码:A文章编号:1004-7328(2023)07-0086-04Permeability of White Sandstone Foundation in North XinjiangWater Supply ProjectWANG Yong-peng1,2,LIU Hong-qiang1,YANG Zhi-yong1,YANG Peng
4、-nian2,FENG Si-yang2(1.Xinjiang Water Development Investment Group,Urumqi 830000,China;2.College of Water Conservancy and Civil Engineering,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China)Abstract:The foundation soil layers in North Xinjiang Water Supply Project mainly consist of white sandston
5、e withlocalized interbedded mudstone,and their hydraulic characteristics are crucial to the formation and development ofengineering diseases.Taking the white sandstone foundation soil in the inverted siphon section as the research object,laboratory tests are conducted to determine the permeability c
6、oefficients of the white sandstone and interbedded mudstonesamples.In-situ vertical tube tests were also carried out to compare the vertical and horizontal permeability coefficients ofthe white sandstone foundation.The results reveal that the engineering classification of the white sandstone and mud
7、stonedetermined from the laboratory tests are silt-like sand and low liquid limit clay,with permeability coefficients of 1.0410-5m/s and 5.8710-7m/s,respectively.The in-situ vertical tube test determines a vertical permeability coefficient of 5.4010-7m/s and a horizontal permeability coefficient of
8、1.4510-5m/s for the white sandstone foundation.The horizontalpermeability coefficient is approximately 26.85 times greater than the vertical coefficient.The vertical permeabilitycoefficient of the white sandstone foundation is controlled by the mudstone interbeds,while the horizontal direction wasin
9、fluenced by the main white sandstone layer.The vertical permeability coefficient of the white sandstone foundation isnumerically close to that of the mudstone,while the horizontal direction shows slightly higher permeability than the whitesandstone.The high content of fine particles and compactness
10、in both the white sandstone and mudstone contributes to theoverall poor permeability of the white sandstone foundation.The anisotropy of the sedimentary layers in the white sandstonefoundation results in significant differences in permeability coefficients in different directions.Key words:white san
11、dstone foundation;particle size analysis;vertical pipe test;anisotropy;permeability coefficient渗透性是地基土层的重要工程性质之一,综合反映了水在土体孔隙内流动的难易程度,是分析土中动水压力和土工结构物在降雨及水位变化作用下稳定性所必需的参数1,对研究土体渗流、沉降变形以及结构稳定等问题有重要意义2。海河水利862023.No.7北疆地区修建的众多输水渠道、公路及铁路等重大工程均穿越含泥岩、白砂岩地基3,北疆供水工程主体明渠段与倒虹吸段地基以白砂岩为主4。由于采取间歇性输水模式,停水期间明渠基土内的水
12、若不能及时排出,易引发底部和边坡预制板拱起、鼓胀和渗透破坏等问题;同时,若倒虹吸等建筑物地基排水不畅,将造成建筑物基础长期浸泡于地下水中,导致基础混凝土腐蚀破坏以及强度下降等后果。鉴于以上问题,白砂岩地基渗透性的研究对北疆供水工程安全运行尤为重要。影响土层渗透性的因素很多,对于砂质土,其渗透性主要取决于土颗粒粒径特性、土体密实度、流体性质等1;而对于黏性土而言,其塑性指数在一定程度上综合反映了土颗粒的大小和矿物组成,塑性指数与孔隙率是影响渗透性的 2 个最重要影响因素5。Darcy通过对均质砂滤床进行大量渗透试验,建立了研究土体渗流理论基础,揭示了流速与能量损失之间的关系5。太沙基、哈臣等认为
13、粗粒土渗透性主要取决于有效渗透粒径,提出了用特征粒径来计算渗透系数的经验公式5,6。周葆春等7通过对膨胀土渗透系数与干密度的关系研究,指出渗透系数与干密度为单调关系,表明膨胀土渗透性与孔隙比息息相关。党发宁等8考虑结合水膜对黏性土渗透特性的影响,定义黏性土的有效孔隙比,得出同时适用粗粒土与黏性土的渗透系数经验公式。竖管试验是基于变水头达西定律、利用实时观测的时间与水位序列数据计算渗透系数的方法,其可根据需求改变埋设于土体中测管的角度实现任意角度渗透系数的测定,试验方法简单易行。室内试验配合经验公式研究渗透系数方法较为简便、易操作,但选择适用的经验公式尤为重要;现场原位试验历时长,选择具有代表性
14、的位置和减少操作误差是关键。基于此,通过白砂岩地基土样室内试验,在确定其物理力学性能和工程分类的基础上,针对白砂岩与泥岩分别遴选出适合的经验公式,计算其渗透系数;并通过现场竖管试验对比验证,综合分析白砂岩地基的渗透性能。1方法与数据处理1.1室内试验确定渗透系数的方法与过程1.1.1渗透系数确定方法(1)粗颗粒土的渗透系数。对于粗颗粒土,由于粗颗粒形成的大孔隙可被细颗粒填充,粒径大小与级配对渗透系数影响最为显著,采用通过确定有效粒径9的方法计算其渗透系数,计算方法如下。k=C d2e(1)式中:k为渗透系数(m/s);C为经验系数,取40;de为有效粒径(mm),一般取质量含量累计 10%对应
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 北疆 供水 工程 白砂 地基 渗透性 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。