粘土固化漿液力學(xué)性能研究及在巖溶壩區(qū)防滲帷幕中的應(yīng)用效果模擬.pdf

1、我國喀斯特地區(qū)分布較廣，這些地區(qū)在水資源利用問題突出，水能資源又很豐富，大量已建和待建水利水電工程、水土保持工程、水資源利用等項目都不可避免的涉及到防滲堵漏處理，防滲工程可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性無疑成為其主要問題。
　　 本文結(jié)合懷化沅江電力開發(fā)有限責(zé)任公司項目《托口工程粘土固化漿液力學(xué)特性試驗》，以托口水電站河灣地塊防滲帷幕為研究對象。對不同巖溶發(fā)育規(guī)律和不同水文地質(zhì)條件等復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的適宜灌漿材料性能進(jìn)行研究。選擇粘土固化漿

2、液，通過正交試驗設(shè)計在不同配比情況下對結(jié)石體進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗，從而確定最優(yōu)配比，選定最優(yōu)配比制作試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、塑性強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度試驗，確定其力學(xué)參數(shù)，并通過數(shù)值模擬進(jìn)行相應(yīng)灌注后的穩(wěn)定計算，指導(dǎo)工程設(shè)計和施工。
　　 (1)對比各種灌漿材料的優(yōu)缺點，尤其是對比粘土固化漿液和純水泥漿液各種性能。粘土固化漿液具有良好抗水稀釋性，在有地下水流動的條件下，漿液損失量小，固結(jié)效果好，漿液配制簡單，且漿液的初凝時間可調(diào)，具有良好的流變性

3、能及可泵性：具有良好的對裂隙自我封閉作用；固化后形成的結(jié)石體塑性大，具良好的抗震性能。
　　 (2)結(jié)合托口水電站防滲處理方法，通過室內(nèi)力學(xué)試驗確定粘土固化漿液的最優(yōu)配比及其相應(yīng)的力學(xué)參數(shù)。參照其他工程經(jīng)驗，按通常的粘土水泥漿材配比情況，粘土固化漿液結(jié)石體28d齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)1.605MPa，其最佳配比為：粘土泥漿漏斗粘度25s左右，水泥加量15g/100ml，水玻璃加量3ml/100ml，固化劑加量3g/1000ml

4、，其中影響漿液結(jié)石體短期強(qiáng)度的主要因素依次為：水泥含量、水玻璃含量、固化劑含量。
　　 (3)基于FLAC3D軟件計算兩種工況下采用粘土固化漿液和純水泥漿液對壩基斷層節(jié)理面和壩基泥化夾層以及溶洞進(jìn)行防滲處理，模擬水庫正常蓄水和校核洪水位兩種大壩運(yùn)行時期防滲處理部位的應(yīng)力變形發(fā)展規(guī)律。研究結(jié)果表明防滲處理部位的應(yīng)力變形在材料強(qiáng)度許用范圍內(nèi)，且兩種材料防滲處理效果幾乎一致，但是粘土固化漿液的耐久性要優(yōu)于水泥漿液，故推薦采用粘土固化漿