坝基破碎岩体高压渗透变形原位试验
3、土的现场试验(渗透变形试验、原位大型直剪试验、载荷试验、压实度试验)
土的现场试验（渗透变形试验、原位大型直剪试验、载荷试验、压实度试验）（一）渗透变形试验1、试验目的和用途本试验的目的是测定稍具有胶结或充填较好，中密且能切成试样的无黏聚性原状土或土石坝心墙压实土层含黏粗粒土。
在渗流作用下，测定土层的渗透系数、临界坡降和破坏比降，并判断其土体渗流破坏类型。
2、适用范围半（弱）胶结无黏性粗粒土；土石坝压实心墙土体或均质坝压实体；坝基覆盖层中具中密且粗细粒相互充填良好的土体。
3、引用标准及主要质量指标检测方法标准（1）SD 128—035（2）SD 128—031（3）SD 128—032（4）SD 128—012（5）SD 128—0334、制样方法及要点应按已有勘探资料和防渗处理初步方案，选取有代表性土层制备试样。
试样尺寸应按地层情况，颗粒级配及层中最大粒径确定，宜参照扰动试样的径比规定，同时尽量避开大块石或大卵石、漂石。
试样宜结合水流方向，分水平试样和垂直试样。
在取样点，首先削一尺寸大于所要求试样尺寸的土柱，再用削土工具小心削至要求尺寸，同时除去试样表面的扰动土。
对修好试样除进出水口以外各面用膨胀快凝水泥砂浆浇注。
待砂浆有一定强度后即可试验。
5、试验成果整理与计算按有关规程进行。
（二）原位大型直剪试验1、目的和适用范围原位大型直剪试验用于测定土体本身、土体软弱面和地基土与混凝土接触面的抗剪强度。
包括在法向应力作用下沿固定剪切面的抗剪强度试验和混凝土板与地基土的抗滑试验。
试验可采用应力控制和应变控制方式进行。
2、引用技术标准及主要质量指标检测方法标准GB 50021、SD 128—037、SD 128—0183、基本原则和方法要点本试验可在试洞、试坑或探槽中进行。
同一组试验体的地质条件应基本相同，其受力状态应与土体在工程中的受力状态相近。
根据剪切面状态，选择试验布置方案。
当剪切面水平或近于水平时，可采用平推法；当剪切面较陡时，可采用楔形体法。
开挖试坑时，应避免对试体的扰动，尽量保持土体结构及含水率不产生大的变化。
DG水电站F3缓倾断层原位高压渗透试验分析
２０２０年第１１期２０２０Ｎｕｍｂｅｒ１１水电与新能源ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲＡＮＤＮＥＷＥＮＥＲＧＹ第３４卷Ｖｏｌ．３４ＤＯＩ：１０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２－１８００／ｔｖ．１６７１－３３５４．２０２０．１１．００３收稿日期：２０２０－０９－２５作者简介：张德强，男，工程师，主要从事水电岩土工程勘察设计方面的工作。
ＤＧ水电站Ｆ３缓倾断层原位高压渗透试验分析张德强１，孙兴伟１，王敬勇１，罗 文１，姜宏军１，朱瑞晨１，陈 亮２（１．中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州 ３１１１２２；２．华电西藏能源有限公司大古水电分公司，西藏山南 ８５６０００）摘要：ＤＧ水电站右岸出露的Ｆ３断层纵贯坝址区上下游，延伸长，且断层带内有断层泥、岩屑等细颗粒物质，存在渗透问题。
为获得高压水头作用下断层结构面的渗透特性、渗透稳定性及结构面张开压力的可靠数据，通过对Ｆ３断层带进行现场原位高压渗透试验，分析Ｆ３断层发生渗透破坏的水力坡降，总结出渗透破坏规律，为设计提出了渗透破坏允许水力坡降的建议值。
关键词：水电站；断层；高压渗透试验；渗透破坏；水力坡降中图分类号：ＴＶ２２３．６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－３３５４（２０２０）１１－００１２－０８ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＩｎ ｓｉｔｕＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＰｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙＴｅｓｔｏｆＦ３ＧｅｎｔｌｙＩｎｃｌｉｎｅｄＦａｕｌｔｉｎＤＧＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔＺＨＡＮＧＤｅｑｉａｎｇ１，ＳＵＮＸｉｎｇｗｅｉ１，ＷＡＮＧＪｉｎｇｙｏｎｇ１，ＬＵＯＷｅｎ１，ＪＩＡＮＧＨｏｎｇｊｕｎ１，ＺＨＵＲｕｉｃｈｅｎ１，ＣＨＥＮＬｉａｎｇ２（１．ＰｏｗｅｒｃｈｉｎａＨｕａｄｏｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１１１２２，Ｃｈｉｎａ；２．ＤＧＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＢｒａｎｃｈ，ＨｕａｄｉａｎＸｉｚａｎｇＥｎｅｒｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｎａｎ８５６０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｌｏｎｇｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｆａｕｌｔＦ３ｉｓｏｕｔｃｒｏｐｐｅｄｏｎｔｈｅｒｉｇｈｔｂａｎｋｏｆｔｈｅＤＧｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｍａｙｌｅａｄｔｏｓｅｅｐａｇｅｐｒｏｂｌｅｍｓｄｕｅｔｏｔｈｅｆｉｎｅ ｇｒａｉｎｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓｓｕｃｈａｓｆａｕｌｔｍｕｄａｎｄｃｕｔｔｉｎｇｓｉｎｔｈｅｆａｕｌｔｚｏｎｅ．Ｔｏｇｅｔｒｅｌｉａｂｌｅｄａｔａｏｆｔｈｅｓｅｅｐａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｓｅｅｐａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｏｐｅｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｌａｎｅｓｕｎｄｅｒｈｉｇｈｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｓ，ｉｎ ｓｉｔｕｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｔｅｓｔｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎｔｈｅＦ３ｆａｕｌｔｚｏｎｅ．Ｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｇｒａｄｉｅｎｔｖａｌｕｅｗｈｅｎｓｅｅｐａｇｅｆａｉｌ ｕｒｅｏｃｃｕｒｓｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅａｌｌｏｗａｂｌｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｇｒａｄｉｅｎｔｖａｌｕｅａｇａｉｎｓｔｓｅｅｐａｇｅｆａｉｌｕｒｅｉｓｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎ；ｆａｕｌｔ；ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｔｅｓｔ；ｓｅｅｐａｇｅｆａｉｌｕｒｅ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃｇｒａｄｉｅｎｔ 西藏ＤＧ水电站位于ＹＬＺＢＪ木峡谷中段，设计正常蓄水位为３４４７ｍ，相应库容０．５５２８亿ｍ３，挡水坝为混凝土重力坝，最大坝高１１８ｍ。
坝基挤压破碎带钻孔高压渗透变形试验研究
坝基挤压破碎带钻孔高压渗透变形试验研究发表时间：2009-11-20T14:43:19.077Z 来源：《企业技术开发》2009年第8期供稿作者：翦波1，2，张家生2[导读] 某大型水电工程重力坝坝基发育规模较大的挤压破碎带翦波1，2，张家生2（1.中国水电顾问集团中南勘测设计研究院，湖南长沙 410014；2.中南大学土木建筑学院，湖南长沙 410083）作者简介：翦波，男，高级工程师。
摘要：某大型水电工程重力坝坝基发育规模较大的挤压破碎带，受构造挤压作用而较破碎，主要工程性状类似于软弱夹层。
由于破碎岩体物质组成及后期变化的随机性，室内小尺度渗透试验代表性往往不强。
现场原位试验涉及的岩体范围较大，在一定程度上模拟了岩体的实际工作状态，可为工程处理设计提供较真实可靠的参数。
本次试验研究正是采用现场大尺度的钻孔高压渗透变形试验对挤压破碎带岩体的透水性及渗透变形特性进行了研究，试验现象表明管涌是挤压破碎带渗透变形的主要形式，并在综合分析试验数据和试验现象的基础上提出了水力坡降特征值。
关键词：挤压破碎带；渗透变形；临界；极限；水力坡降中图分类号：TV543高坝的坝基岩体，历尽多次构造运动，岩体中总会存在隐裂隙、节理或成岩过程中形成的软弱岩体。
在高水头的作用下，软弱岩体可能产生裂隙张开扩展，内部物质可能发生移动冲蚀，从而改变岩体原始状态下的渗透性能。
在低水头下不透水的岩体，在高压作用下往往透水甚至是变形破坏，特别是在高压作用下，岩体会发生部分的塑性变形。
另一方面，软弱结构面往往具有较强的蠕变性能，在水荷载的长期作用下，其发生渗透变形的临界水力坡降会逐渐减小。
在软弱岩体渗透特性的研究方面，室内小尺度试验代表性往往不强，原位试验是通常采用的主要研究手段。
钻孔压水试验是一种在钻孔中进行的原位渗透试验，其主要目的是测定岩体的透水性，为评价岩体的渗透性能和防渗措施提供基本资料[1]。
可以定性地了解地下不同部位岩体相对渗透性和裂隙发育程度，为评定岩层的完整性和透水程度、论证水工建筑物地基和库区岩层的渗透情况、地下洞室围岩稳定性以及制定相应防渗处理措施的依据之一[2]。
岩体原位试验新技术在水电工程中的初步应用
岩体原位试验新技术在水电工程中的初步应用摘要：我国西部地区大型水电工程岩体多处于复杂的地质环境，在高应力和强卸荷作用下表现出现有理论不能解释的新问题。
为了研究西部大型水电工程中复杂岩体与高地应力引起的岩体变形破坏机理、岩体松弛特征、岩体流变特性以及破坏时效特性等复杂岩石力学与工程问题，专门研发和引进了几种新的岩体原位试验技术。
简要介绍了现场岩体柔性承压板法流变试验技术、复杂应力路径下现场岩体高围压真三轴试验技术、现场坚硬岩体破坏时效三轴流变试验技术、岩体变形破坏声发射定位测试技术等几种新的岩体原位试验技术，以及这些试验技术应用于我国西部大型水电工程复杂岩体力学问题研究所取得的初步研究成果。
关键词：岩体原位试验新技术；水电工程；应用近年来，随着科学技的发展，推了柔性承压板法岩体原位流变试验技术、复杂应力路径岩体原位高压真三轴试验技术、坚硬岩体破坏时效原位三轴流变试验技术、声发射定位技术研究岩体变形式破坏机理测试等，并在部分大型水电工程复杂岩体力学研究中得到应用。
一、柔性承压板法岩体原位流变试验岩体原位流变试验的关键是加压方法和加载设备。
加压上，三轴加压流变试验获得流变模型相对简单，但试验过程复杂；柔性承压板法流变试验过程简单，但流变模型及计算公式复杂。
对于岩体流变试验设备，一要保持施加压力长期稳定，二是潮湿环境中保证数据采集系统正常工作。
为此，研制YLB－60现场岩体流变试验设备，提出了柔性承压板法岩体原位流变试验技术，推导了柔性承压板加载五参量广义Kelvin模型等岩体蠕变公式。
柔性承压板法岩体原位流变试验采用非线性最小二乘法拟合反演岩体蠕变五参量广义Kelvin模型参数。
研究成果表明：五参量广义Kelvin模型与试验曲线相关性明显优于三参量广义Kelvin模型二、复杂应力路径下岩体原位高围压真三轴试验技术针对锦屏二级深埋引水隧洞开挖高应力复杂应力路径岩石力学问题，研制了TXGW-20型微机控制现场岩体真三轴伺服试验系统。
高压引水隧洞陡倾角断层岩体高压压水试验研究
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岩石力学与工程学报
2007 年
16.27 10.42 7.43 7.43
单位：m
图 1 高压压水试验系统钻孔布置平面图 Fig.1 Plane layout of borehole distribution for HPPT
图 2 1#试验孔剖面及试验分段示意 Fig.2 Profile of experimental division segments for borehole
No.1
位移计以监测试验过程中断层带岩体的变形情况。 试验孔布置 2 孔，高压压水试验段为 3 段，其中 2 段横跨断层带，1 段布置于断层上盘岩体内，试验 最大设计压力按 5.5 MPa 考虑，水压力采用从低至 高、分级循环施加方式，压力梯级按 0.2～1.0 MPa 考虑，加压时效方式采用快速法、中速法和慢速法 3 种方式，快速法每级压力持续时间为 5 min，中速 法每级压力持续时间为 30 min，慢速法每级压力持 续时间为 360 min。
验成果。探讨了岩体高压下水力劈裂区扩展的波动理论和渗透破坏特性，明确了岩体与土体渗透破坏形式差异。
试验首次对岩体内的渗透压力和变形进行了同步测量，以了解高压条件下岩体的渗透变形特性。在高孔隙压力作
用下，岩体的变形发展试验成果表明，岩体应力和稳定性分析过程中孔隙压力的作用不可忽视，因此采用耦合理
论对高孔隙压力环境下的工程岩体进行分析有助于降低围岩失效风险。
收稿日期：2007–04–15；修回日期：2007–09–01 基金项目：国家自然科学基金委员会、二滩水电开发有限责任公司雅砻江水电开发联合研究基金项目(50539110) 作者简介：蒋中明(1969–)，男，博士，1993 年毕业于葛洲坝水电工程学院工业与民用建筑专业，现任副教授，主要从事岩土工程数值仿真方面的 教学与研究工作。E-mail：zzmmjiang@
挤压破碎带原位岩体高压渗透变形试验方法
图 １ 原 位 高 压 渗 透 变 形试 验 示 意 图
３ 原 位 高 压 渗 透 特 性 与渗 透 稳 定 性
由于试 验 段 三 面 均 与 山体 相 连 ， 因此 原 位 渗透 变形 试 验不完 全 满 足 达西 定 律 条 件 ， 目前 尚无 规程 规范 可循 ， 原位 渗 透变 形试 验参 照《 土工试 验规 程 》
第 ２ 卷第 ５ ４ 期 ２ｌ ０ ０年 ｌ 月 Ｏ
土 工 基 础
Ｓ ｉ ｇａ ｄＦ ｕ ｄ ｔｏ ｏｌ Ｅｎ ．ｎ ｏ ｎ ａｉ ｎ
Ｖ＿ ．４ ０ ２ ＮＯ ５ １ ．
Ｏｃ ． Ｏ ０ ｔ２ １
挤 压 破 碎 带原 位 岩体 高压 渗 透 变 形试 验 方 法
段 飞 ，王 敬 ，欧 阳燕青
对破 碎岩 体进 行原 位 高压 渗透试 验 和试 验方 法 的研
本 次原 位渗 透变 形试 验 四个侧 面 中仅有 一个 侧
面（ 洞壁 临 空面 ） 用 钢 丝 网 固定 ， 采 然后 浇 筑 混 凝 土 处 理 ， 它 三个 面均 与 山体相 连 ， 验段 选在 挤压 带 其 试 与 上覆 岩层 接触 面 之 下 ， 用 上 覆 岩层 作 为 天 然 隔 利
类型。
ｌ 前 言
２ 原 位 高压 渗 透 变 形 试 验 试 样 的 制 备
大 型水 电工程 坝 基 、 岸 边 坡 往往 分 布 有 Ⅳ～ 库 Ｖ类 破碎 岩体 。当 大坝 蓄 水 后 ， 碎 岩 体 在 高 水 头 破 作用 下 ， 易产 生渗 透破 坏 ， 工程 稳 定不利 。因此 应 对
岩体的渗透特性解读
2.2
岩体的渗透性：
岩土体的渗透性
(3)岩溶介质渗流：岩溶介质渗流是岩体渗流最复杂的一种形式，由 于受岩溶的发育规律所控制，岩溶的渗流具有间歇性、隐伏性、封 闭性和地下水系等特点。 岩溶介质渗流的复杂性主要表现在以下三个方面： ①多循环系统共存 这是岩溶介质渗流最突出的特点之一。如一个 泉眼可能是一个循环系统的排泄点，也可能是几个循环系统的排泄 点。同时，单个系统在空间上可以相互交叉。 ②裂隙性渗流与管道型渗流共存。 ③多种渗流特征参数共存。
2.3
坝基渗透稳定性分析
现场渗透变形试验对于砂砾石土类有堤坝式、围堰式、现场试件式 等，以堤坝式较好。 如坝基下不深处有粘土隔水层， 则可使隔水墙嵌入粘土层，将试
验砂砾层全部封闭起来（图210）。如粘土层很深，可用半封 闭或不封闭堤坝式（隔水墙深为 设计水头的1/2）。试验坝的底宽 和长度分别为设计坝的1/100和 1/200。
在大坝靠上游面的地基中，平行坝铀线打一排或几排钻孔，在 高压下将水泥等浆液压入基岩的裂隙或断层破碎带中，待凝固后 就形成一道隔水的屏幕，称为防渗帷幕。帷幕的深度、厚度、灌 浆孔距、排距、灌浆压等参数，应根据水文地质工程地质条件、 建筑物规模及其防渗要求综合考虑，最好由现场灌浆试验确定。
图2-13 砂砾石坝基防渗 处理示意图
2.3
坝基渗透稳定性分析
现场试验也是逐级升压，逐级稳定，并经历试验与逐级减压两个阶 段。一般在每级压力下要稳定2～3h，所以试验历时较长。试验结束， 绘制流量与压力关系曲线或1gI~1gv关系曲线，以曲线转折点求出I。 （图2-12）
2.4
渗透变形的防治措施
控制坝基及地基的渗流，其主要任务可归结为三点： 一是尽量减少渗漏量； 二是提早释放渗透压力，保证地基与水工建筑物有足够的静力稳定 性； 三是防止渗透破坏，保证渗透稳定性。源自2.2 岩体的渗透性：
工程地质学原理和勘察期末考试思考题
工程地质学原理和勘察期末考试思考题1.岩体和土体，岩块和岩体有何区别？岩体的特点是什么？答：（1）区别是：岩石是矿物的集合体，其特征可以用岩块来表征。
（2）岩体的特点：则是由一种岩石或多种岩石组成，甚至可以是不同成因岩石的组合体。
2.结构面和结构体的定义答：结构面：一般把岩体中存在的各种不同成因、不同特征的地质界面，包括物质分界面（层理、沉积间断面等）和各种破裂面（例如节理、断层及片理面等）以及软弱夹层。
结构体：结构面在空间按不同的组合可将岩体切割成不同形状和大小的岩块，这些被结构面围限的岩块称为结构体。
3．结构面的成因类型及其特征是什么？卸荷裂隙与风化裂隙的分布有何规律？答：结构面按成因类型可分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三类。
其特征有：A.结构面的方位:即结构面的产状；B.结构面的密集程度：包括间距和线密度。
C.结构面的连续性：它是表征结构面延伸长度和展布范围的指标；D.结构面的粗糙程度：结构面的平整光滑程度不同，抗剪强度也不同；E.结构面侧壁强度：它可以反映结构面经受风化的程度，可用施密特回弹仪或点荷载仪测定节理壁的强度；F.结构面的张开度：结构面两壁的垂直距离，通常不大，一般小于1mm；G.结构面的填充物：结构面内常见的填充物有砂、黏土、角砾，岩屑及硅质、钙质、石膏质沉淀物；H.结构面内的渗流：结构面内有无渗流及流量的大小，对结构面的力学性质、有效应力的大小及施工的难易程度均有重要影响；I.节理组数：节理组数的多少，决定课岩石块体的大小及岩体的结构类型；J.块体大小：自然界中结构体的性状非常复杂，他们的基本形状有块状、柱状、板状、菱形、锲型及锥形等六种。
4.结构面的自然特征应从哪些方面描述？如何评价结构面？答：从以下方面进行描述：结构面的产状、结构面的密集程度、结构面的连续性、结构面的粗糙度、结构面的侧壁强度、结构面的张开度、结构面的填充物、结构面内的渗流、节理组数、块体大小。
评价应从结构面的规模等程度去评价，规模不同对岩体的稳定性和渗漏的影响都不一样。
新三管法高压旋喷试验在大田水库坝基防渗工程中的应用
新三管法高压旋喷试验在大田水库坝基防渗工程中的应用发布时间：2022-05-29T00:40:13.792Z 来源：《工程管理前沿》2022年2月第3期作者：王庆芳赵学勇[导读] 本文通过介绍高压喷射灌浆成墙防渗作用机理后，进一步就应用新三管法高压旋喷在大田水库坝基上第三系砂性土、粉土、砾质土、卵砾石土夹粘性土中试验时的施工工艺、质量控制及处理质量作介绍王庆芳赵学勇红河州水利水电勘察设计研究院红河州661000摘要：本文通过介绍高压喷射灌浆成墙防渗作用机理后，进一步就应用新三管法高压旋喷在大田水库坝基上第三系砂性土、粉土、砾质土、卵砾石土夹粘性土中试验时的施工工艺、质量控制及处理质量作介绍，旨在对灌浆施工图设计及施工能起到指导性作用为目的，也可为类似工程参考借鉴。
关键词：高压旋喷灌浆试验新三管法坝基大田水库高压喷射灌浆防渗技术自上世纪70年代初开始应用以来，由于其防渗性能的良好性及适用范围广深受工程界青睐。
其不仅适用于软弱的淤泥质粘性土、粘土、粉土、砂土地层而且还适用于较坚硬的砾石层及漂卵砾石层，尤其是近年来在散体堆积体（堆石坝、风化料坝、围堰体、冲洪积含漂砂卵砾石层）中的成功防渗，不仅使工程施工得以顺利进行而且收到良好的经济效益和社会效益。
大田水库坝基地层层数多变显复杂，岩性主要由含卵砾石土、粘土质砂、含砾粉质粘土、粉细砂、砾质土、卵砾石土及粘土组成，且呈不均一性互层状构成散体结构，从而形成层状透水带，由此造成库水漏失严重且存在渗透变形破坏的不利条件；加上水库本区产水量少，需向外引水，所以防渗是减少库水渗漏，保证坝基稳定及大坝安全的有力措施。
1.高压喷射灌浆成墙作用机理1.1冲切搅拌作用机理水、浆在高压灌浆泵的驱使下于喷头喷嘴处形成高能量喷射束流直接对土体产生冲切作用，造成土体结构破坏（冲击切割、坍塌），随后浆液与被冲切下来的土体颗粒搅拌混合形成水泥土。
随着水泥土析水凝固，最后形成较坚硬、密实的土石复合防渗体。
基于压水试验的水库坝基岩体渗透性分析
基于压水试验的水库坝基岩体渗透性分析1.云南活泰工程质量检测有限公司，云南玉溪，653100 2.2、中国水利水电第十四工程局有限公司,云南昆明，650051)摘要：岩体渗透性问题是坝基防渗设计的主要工程地质问题，本文通过采用压水试验、钻孔声波测试和地质编录等方法，研究了水库坝基岩体渗透性问题；研究结果表明：渗流率与岩体完整性系数呈负相关，其中采用幂函数进行拟合的相关系数最高；强风化带主要表现为中等透水层，弱风化带和微风化带表现为弱透水层；针对坝基和坝肩绕坝渗漏问题，提出坝基防渗的工程地质建议。
关键词：压水试验、透水率、渗透性、渗透类型、岩体完整性系数一、引言水利水电工程中，岩体渗透性问题是在坝基防渗设计中主要工程地质问题，目前，主要采用现场孔内压水试验获得透水率(吕荣值Lu)对岩体的渗透性进行评价，并为渗控设计提供设计依据[1]。
结合水利工程实践，大多数工作者开展了广泛的研究，李德群等研究了断裂构造岩体的渗透特性，提出空间分布规律以及总结影响渗透性的因素[2]；王永辉等通过压水试验提出建议的某水电站防渗帷幕下限位置[3]；孙吉利等通过压水试验分析了崂山龙潭水库坝基渗透性得出坝基渗透性等级属微透水-弱透水。
司海宝、何建平、李占国等基于拟建水库工程结合钻探和压水试验、室内试验等多方法多因素探索对坝基岩体渗透性的影响[4-6]。
岩体渗透性与地质年代、成因、岩性、地质构造、风化程度、地下水位、岩体节理裂隙发育程度等因素有关，本文采用压水试验和钻孔声波测试对岩体渗透性进行评价，探索岩体完整程度、风化程度与渗透率的关系，阐述水库坝基岩体渗透性问题。
二、现场压水试验钻孔压水试验目的是测定岩体的透水性，为评价岩体的渗透特性和设计渗控措施提供基本资料，用栓塞将钻孔隔离出一定长度的孔段，并向该孔段压水，根据压力与流量的关系确定岩体渗透特性的一种原位渗透试验。
采用渗透率表示，单位为吕荣（Lu），即当试段压力为1MPa时每米试段的压人水流量(L /min)。
水利工程中土石坝渗透变形的成因及处理措施
渗流破坏会导致坝体结构破坏、 坝坡失稳、渗漏等问题，严重时 可能导致溃坝等灾害。
坝体稳定性的影响
渗透变形会影响坝体的稳定性，降低 坝体的抗滑能力。
渗透水流会带走坝体中的细小颗粒， 导致坝体结构破坏，进一步影响坝体 的稳定性。
坝体变形的影响
渗透变形会导致坝体变形，包括水平 变形和垂直变形。
水平变形会导致坝体裂缝的产生，垂 直变形则可能导致坝体塌陷。
水利工程中土石坝渗透变形 的成因及处理措施
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目录
• 引言 • 土石坝渗透变形的成因 • 渗透变形对土石坝的影响 • 土石坝渗透变形的处理措施 • 工程实例分析 • 结论与展望
01
引言
水利工程的重要性
保障水资源安全
水利工程是保障国家水资源安全 的重要基础设施，对于防洪、灌 溉、发电、供水等方面具有重要
坝址地质条件
坝址处的地质条件，如地形、地 貌、地质构造等，都会对土石坝 的稳定性产生影响，可能导致坝 体产生渗透变形。
水文地质条件
地下水活动
地下水的活动会对土石坝的稳定性产生重要影响。地下水位的变化、地下水的 流动等都会导致土石坝的渗透变形。
水文地质参数
水文地质参数如渗透系数、给水度等，都会影响土石坝的稳定性，可能导致坝 体产生渗透变形。
结构形式
土石坝的结构形式多样，包括均质坝、心墙坝、斜墙 坝等。
渗透变形对土石坝的影响
渗流破坏
威胁下游安全
渗透变形会导致土石坝的渗流破坏， 使坝体出现裂缝、渗漏等问题，严重 影响坝体的稳定性和安全性。
渗透变形还可能对下游河道造成威胁 ，影响下游居民的生产和生活安全。
降低工程效益
渗透变形会导致水库或水电站的蓄水 能力降低，影响工程的效益和正常运 行。
白鹤滩水电站岩体结构面原位渗透变形试验研究的开题报告
白鹤滩水电站岩体结构面原位渗透变形试验研究的开题报告一、研究背景和意义岩体结构面是地质体中常见的断裂面，其水平和倾角方向的变形对于岩体稳定性和地质灾害控制至关重要。
近年来，随着水电站建设的不断推进，对岩体结构面的研究越来越受到关注。
白鹤滩水电站是中国规模最大的水利工程之一，其岩体结构面的稳定性分析和控制具有重要的现实意义。
为了研究白鹤滩水电站岩体结构面的原位渗透变形行为，本文拟进行一系列试验研究，以期为工程实际应用提供有力的技术支撑和理论指导。
二、研究目标和内容本文旨在通过模拟实际地质环境下岩体结构面渗透变形的试验，探究其变形机理；并以白鹤滩水电站为例，具体分析其中存在的岩体结构面的特点、渗透变形机制和对水电站稳定性的影响。
具体研究内容包括：1.岩体结构面的原位渗透变形机理分析。
2.设计岩体结构面的原位渗透变形试验，采集试验数据。
3.试验数据分析，探究岩体结构面渗透变形的特点和机制。
4.以白鹤滩水电站为例，分析该水电站岩体结构面渗透变形的特点及其对水电站稳定性的影响。
三、研究方法和技术路线本研究方法主要包括实验室试验和场地调查两个部分，具体技术路线如下：1.场地调查：调查白鹤滩水电站岩体结构面的位置、形态、分布和类型，了解其水平和倾角方向的变形情况，并对岩体结构面周围的环境因素进行调查。
2.实验室试验：设计岩体结构面的原位渗透变形试验，建立岩体结构面渗透变形的数值模型，通过试验数据分析探究其变形机理。
3.数据处理：对实验数据进行初步处理，分析结构面渗透变形的特点和机制，为水电站安全稳定提供技术支持和理论指导。
四、预期成果和意义通过本研究，预期达到以下成果：1.分析白鹤滩水电站岩体结构面的渗透变形机理，为水电站的安全稳定提供理论支持和技术指导。
2.建立岩体结构面的原位渗透变形数值模型，为水电站工程的设计和施工提供参考依据。
3.提出针对岩体结构面渗透变形的监测方法和治理技术，为岩体稳定性的研究和工程实践提供有力支持。
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第２８卷第ｌｌ期岩石力学与工程学报Ｖ０１．２８Ｎｏ．１】２００ｑ钾¨ｎＣｈｌｎｅｓｅＪｏｔ差ｒｎｄｌＱｆＲｏｃｋＭｅｃｈｎｎｉｃｓａｎｄＥｎｇ｛ｎｅｅｒ｛ｎｇＮ叫．，２Ｑ０９坝基破碎岩体高压渗透变形原位试验赵海斌１～，翦波２，王思敬１，蒋中明３（１．河海大学土木工程学院，江苏南京２ｌ００９８；２．中国水电顾问集团中南勘测设计研究院．湖南长沙４ｌＯｏｌ４；３．长沙理工大学岩土工程研究所，湖南长沙４ｌ００７６）摘要：为获取向家坝水电站坝基挤压破碎带岩体的渗透变形特性，针对坝基破碎岩体空间分布特点，研究适合于渗透变形试验的现场压水试验系统和压水试验方法，提出坝基岩体渗透变形的原位高压试验方法。
本研究最大特点是采用对观测孔内的水质取样分析和钻孔电视录像进行对比分析方法来研究原位渗透变形特征，并提出确定ｌ临界水力坡降的基本判据。
研究结果表明，所提出的原位渗透变形高压压水试验方法可以较好地反映破碎岩体实际环境状态，原位渗透变形试验获得的临界水力坡降较窜内试验成果更真实合理。
关键词：岩石力学：破碎岩体；渗透变形：临界水力坡降；原位渗透变形试验中图分类号ｌＴｕ４５文献标识码ｌＡ文章编号：ｌｏｏＯ一６９１５（２００９）１１—２２９５一０６ＩＮ．ＳＩＴＵＴＥＳＴｏＦＦＲＡＣＴＵＲＥＤＲｏＣＫＭＡＳＳＷＩＴＨＨＩＧＨＰＲＥＳＳＵＲＥＳＥＥＰＡＧＥＩＮＤＡＭＦｏＵＮＤＡＴｌｏＮＺＨＡＯＨａｉｂｉｎ１·２，ＪＩＡＮＢ０２，Ⅵ帔ＮＧＳｉｊｉｎ９１，ＪＬ气ＮＧｚｈｏｎｇｍｉｎ９３Ｑ．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣ如ｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒ拥ｇ，Ｈｏ｝ｌａｉＵｎｉｖｅｒＳｉｌ）｝ｔＮｎ吩ｉｎｇ，Ｊ加ｇｓＨ２、Ｑ０９８，Ｃｈｉｎａ々２．Ｍｉｄ．ｓｏｍｈＤ豁ｔｇｎａ羽ＲｅｓｅａｒｃｈＩ璐ｔｉｍｔｅ，ｃｈｉｎｄＨｙｄｒｏＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣ０ｎｓ¨ｌｎｎｇＧｒｏＨｐＣｏ．，Ｃｈ‘Ｉｎｇ引｜ｌ口，Ｈｔｌｎｎｎ４、ＱＱ、４，Ｃｈｔｎｎ；３．１ｎｓｔｎｕｔｅ醇ＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃｎｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｎｎｇｓｈｄＵｎｉｖｅｒｓ打ｙ西Ｓｃ｛ｅ粥ｅ口ｎｄＴｅｃｈｎｏｔｏ毋。
Ｃ｝ｌａｎｇｓｈａ．ｍＭｎ４、Ｑｍ６，Ｃｈｉ嘲Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏａｃｑｕｉｒｅｔｔｌｅｓｅｅｐａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ仔ａｃｔｕｒｅｄｒｏｃｋｍａｓｓｕｎｄｅｒｔｈｅｄａｍｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＸｉ锄西ｉａｂａｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎ，ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｅｐａｇｅｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍａＩｌｄｅｘｐｅ—ｍｅＩｌｔａｌｍｅｔｌｌｏｄａｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｂａｓｅｄｏｎｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｆ．ｒａｃｔｕｒｅｄｒｏｃｋｍａｓｓ．Ａｎｉｎ－ｓｉｔｕｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｅｐａｇｅｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｓｅｅｐａｇｅｏｆｄ锄ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ仔ａｃｔｕｒｅｄｒｏｃｋｍａｓｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｓｔｈａｔｔ１１ｅｉｎ—ｓｉｔｕｓｅｅｐａｇｅｄｅ内咖ａｔｉｏｎｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｂｙｍｅｔｈｏｄｏｆｃｏｍｐａｒａｔｉＶｅ加ａｌｙｓｉｓｏｆｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔ）ｒ锄ｄＶｉｄｅｏｉｎｍｅａｓｕｒｅｄｂｏｒｅｈｏｌｅ．ＢａｓｉｃｃｒｉｔｅｒｉｏｎｉｓｐｕｔｆｏｎＶａｒｄｔｏｄｅｔｅｍｉｎｅｃｒｉｔｉｃａｌｈｙｄｒａｕｌｉｃｇｒａｄｉｅｎｔ．ＳｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔＳｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｍｅｃｒｉｔｉｃａｌｈｙｄｒａｕｌｉｃ伊ａｄｉｅｎｔｏｂｔａｉｎｅｄ仔ｏｍｉｎ－ｓｉｔｕｓｅｅｐａｇｅｔｅｓｔｉｓｍｏｒｅｒｅ嬲ｏｎａｂｌｅｔｈａｎｔｈａｔｏｆｉｎｄｏｏｒｔｅｓｔｂｅｃａｕｓｅｉｎ—ｓｉｔｕｈｉ曲ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅ印ａｇｅｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｃ锄ｒｅｎｅｃｔｔｈｅａｃｔｕａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｔａｔｅｏｆ仔ａｃｔｕｒｅｄｒｏｃｋｍ勰ｓｂｅ慨ｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｃｋｍｅｃｈａｎｉｃｓ；觚ｃｎｌｒｅｄｒｏｃｋｍａｓｓ；ｓｅｅｐａｇｅｄｅｆｂ砷ａｔｉｏｎ；嘶ｔｉｃａｌｈｙｄｒａｕｌｉｃｇｒａｄｉｅｎｔ；ｉｎ．ｓ油ｓｅｅｐａｇｅｄｅｆ．ｏｎＴｌａｔｊｏｎｔｅｓｔ１引言坝基渗透变形或渗透破坏是坝基岩土体在一定的渗透力作用下将坝基中的细小颗粒逐步带出坝基而形成的对坝基损坏现射１·２１。
蔡光桃掣３叫通过模型试验对土体渗透变形的机制进行了研究。
一般而言，水头较低时，土体的渗透变形形式主要表现为收稿日期ｌ２００９一０４—２０：修回日期ｌ２００９一０６一１６作者简介ｔ赵海斌（１９６５一），男，１９８５年毕业于华东水利学院工程地质及水文地质专业。
现为博士研究生、教授级高级工程师，主要从事岩土工程方面的设计工作。
Ｅ．ｍａｉｌ：ｈｂｚｈ∞＠１３９．ｃｏｍ万方数据·２２９６·岩石力学与工程学报２００９年管涌和流土。
当坝基为土体时，坝基渗透变形的临界水力坡度取值方法有较为完善的理论…；毛昶熙等ｐ￣７Ｊ对无黏土的渗透变形临界水力坡降进行了大量的研究。
目前，临界水力坡降的确定主要采用理论分析方法和室内渗透变形试验方法。
尽管无黏土渗透变形理论较为完备，但其能否完全适合于高水头条件下坝基岩体包含有破碎岩体夹层的情况仍有待进一步研究；赵四雄【８】在黑河水库断层破碎带的渗透变形试验中采用在原位钻孔，然后对距离钻孔３ｍ处的岩体侧壁上渗水进行水质、渗水量以及带出颗粒等进行分析的方法研究了断层破碎带渗透变形的临界及破坏水力坡降；李宝全等ｐＪ也采用类似方法对糯扎渡电站右岸构造软弱岩带渗透变形特性进行了研究；贺如平等【１ｍ¨】通过现场取样制作渗透变形试件、并在现场进行渗透变形试验的方法研究了溪洛渡水电站坝基层内错动带渗透变形特性。
目前，国内也有少量工程采用现场钻孔压水试验方法来研究破碎岩体的渗透变形问趔１２’１３１。
所谓现场钻孔渗透变形试验研究是通过在现场主孔（压水孔）进行相对较长时间内分级施压，在试验过程中记录分析主压孔和观测孔内的压力、流量、水中携带物等现象来判断试验段渗流及渗透变形特征，从而求得试验段地层的渗透破坏坡降等水文地质参数的方法。
本文结合向家坝水电站坝基挤压破碎带岩体的原位渗透变形试验情况，介绍了采用钻孔高压压水与钻孔仪器观测相结合的现场渗透变形试验方法。
２工程概况向家坝水电站坝址区涉及的地层有三迭系上统须家河组（Ｔ３。
ｉ）、三迭系中统雷口坡组（Ｔ２１）、侏罗系中下统自流井组（Ｊ１．ａ及第四系地层，其中在坝址区出露的基岩主要为三迭系上统须家河组（Ｔ３ｘｉ）的砂岩夹泥质岩石，两岸谷坡上部和左岸下游引航道边坡分布侏罗系中下统自流井组（Ｊ１－２ｚ）红层。
从工程左岸坝基开挖揭示的情况来看，坝基除层间破碎夹泥层外，还有缓倾角的挤压破碎带发育。
鉴于这种地质条件，坝基挤压破碎带在上、下游水位差作用下可能产生渗透破坏，从而对坝基的渗透变形稳定和坝体抗滑稳定带来不利影响。
为研究在高水头作用下坝基挤压破碎带内部产生渗透变形破坏的可能性，拟定合理的渗流控制措施，以确保坝基的稳定性和坝体安全性，有必要研究坝基破碎岩体的渗透变形破坏特性。
为此，作者选择在左非⑧坝块建基面（高程为２７４ｍ）开展了２段高压钻孔渗透变形试验。
３现场钻孔渗透变形试验设计３．１渗透变形试验系统的布置渗透变形试验系统主要由加压孔与观测孔组成。
加压孔为水荷载的施加部位，即模拟高水头作用的部位，同时也是压力、流量数据的采集部位。
试验中布置１个加压孔。
观测孔共布置４个，观测孔ｌ位于加压孔ｌ上游方向３ｍ处，观测孔２位于加压孔１水平方向５ｍ处，观测孔３，４位于加压孔１的下游方向，分别距离加压孔１为４，６ｍ。
其中，观测孔１～３为常规观测孔，分别布置２个渗压观测段，主要用于测定渗水压力；渗水压力由孔内渗压计测量，渗压计位置分别安装在挤压破碎带和下盘影响带内。
观测孔４为水质变化观测孔，布置钻孔电视用于观测中水流细颗粒的携带情况，同时采取水样用于化学成分分析等。
图１为钻孔渗透变形试验方案平面布置示意图。
观测孔２加压孔ｌ上游方向下游方向图ｌ钻孔渗透变形试验方案平面布置示意图Ｆｉｇ．１ＬａｙｏｕｔｏｆｄｒｉＩｌｉｌｌｇｓｅｅｐａｇｅｅｘｐｅｒｉｍ印ｔａｌｐｌ锄试验共分２段试验，研究对象分别为挤压破碎带和影响带：第一段布置于挤压破碎带（试验长度为１．Ｏｍ）；第二段位于挤压破碎带下盘影响带内（试验长度为１．０ｍ）。
试验时，加压孔先钻至挤压破碎带，结束第一段试验后再造孔至挤压破碎带影响带进行第二段试验。
３．２试验方法每段试验均采用常规压水和慢速法压水，各进行１个循环：万方数据第２８卷第１１期赵海斌，等．坝基破碎岩体高压渗透变形原位试验·２２９７·常规压水试验：加压孔压力采用０．３，０．６，１．０，０．６，０．３ＭＰａ共５级，每级持续时间为２０ｍｉｎ。
慢速法压水试验：起始压力为０．２ＭＰａ，按级差０．２ＭＰａ进行加压，每级压力持续时间不小于１８０ｍｉｎ，直至破碎带或影响带产生明显的渗透变形或破坏。
然后按级差Ｏ．２～０．４ＭＰａ进行卸载，每级压力持续时间为１２０～１８０ｍｍ。
加压系统中的流量、压力、渗压的观测：在低压段（压力≤１．５ＭＰａ）每３ｍｉｎ观测～次，在高压阶段（压力＞１．５ＭＰａ）可加密到ｌｍｉｎ一次。
对于水质观测孔采用钻孔电视进行观测，水质取样数量及时间可根据现场实际情况灵活确定。
４试验钻孔岩体性状分析挤压破碎带的压水渗透变形试验布置在左非⑧坝块的中部，试验平台高程为２７４．００ｍ。
试验区为三迭系上统须家河组Ｔ，ｐ＂３和Ｔ，ｐ旷２两层分界面附近，岩性为中细～中粗砂岩与泥质岩互层。
坝基下分布有挤压带，埋深为２４．６５～３０．７０ｍ，挤破碎压带主要表现为破碎夹泥，各钻孔遇挤压带深度、性状见表ｌ和图２，３，挤压带上盘岩石呈中等风化～表ｌ压水孔和观测孔遇挤压带特征表１＇ａｂｌｅ１Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｂｏｒｅｈｏｌｅｓ图２压水孔挤压带岩芯照片Ｆｉｇ．２Ｐｈｏｔｏｏｆ丘‘ａｃｔＩｌＩ’ｅｄｏｆｒｏｃｋｃｏｒｅｉｎｗａｔｅｒｐ陀ｓ鲫眦’ｅｄｂｏｒｅｈｏｌｅ图３ＧＺＩ∞１观测孔的挤压带照片Ｆｉｇ．３Ｐｈｏｔｏｏｆ助ｃ臼∽ｚ０】舱ｏｆｒｏｃｋｃｏｒｅｉｎｍｅａｓ哪ｅｄｂｏ心ｏｌｅＧＺｌ∞１强风化，下盘岩石呈微风化～新鲜。
该部位发育的主要节理裂隙属ＮＷＷ向的陡倾角节理，优势产状为２８０。
～２９０。
／ＳＷ么７０。
～８０。
，一般微张开；另有少量ＮＥＥ向陡倾角节理，优势产状７０。
～８０。
／ＳＥ么７０。
～８０。
，也表现出微张特性。
５试验成果及分析试验基本成果主要包括压力一流量曲线、渗压观测曲线、水样化学成分、水样含泥量、钻孔电视监视资料等。