土料分散特性试验研究

土料分散特性试验研究

任瑞平;杨秀娟;余佳辉;樊恒辉

【摘要】分散性土具有遇水分散流失的特性，容易造成堤坝等水利工程的破坏。

采用双比重计、针孔、碎块、孔隙水可溶性阳离子和交换性钠离子百分比等5种

试验方法，对宁夏某水电站大坝防渗土料分散性进行了研究分析，认为该防渗土料属于过渡性土。但是值得注意的是，4组土样的权重分析中分散性占的比重比较大，在设计中应注意当土样周围环境发生变化时（如河水水质）对土样分散性判别结果的影响。%With dispersion characteristics ,dispersive soil lost with

water ,and likely to cause the destruction of dams and other water projects .Using the double-hydrometer test ,pinhole test ,crumb test ,pore water soluble salt cation test and the percent-age of exchangeable sodium ions test ,the dispersibility of soil samples obtained from a hydraulic power plant in Ningxia were studied .It was showed that the soil samples were the transitional soils .But it was worth noting that the dispersive weighting analysis of soil samples were relatively more ,the attention should be paid on the design if the surrounding environment chan-ges ,such as river water .

【期刊名称】《杨凌职业技术学院学报》

【年(卷),期】2014(000)004

【总页数】4页(P7-10)

【关键词】分散性土;物理化学性质;针孔试验;碎块试验;双比重计实验

【作者】任瑞平;杨秀娟;余佳辉;樊恒辉

【作者单位】杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100;西北农林科技大学，陕西杨

凌712100;西北农林科技大学，陕西杨凌712100;西北农林科技大学，陕西杨凌712100

【正文语种】中文

【中图分类】TU41

0 前言

从渗透破坏的角度出发，将黏性土分为三类，即分散性土、过渡性土和和非分散性土[1]。分散性土是一种在低含盐量水中(或纯净水中)离子相互的排斥力超过相互吸引力，导致土体的颗粒分散的黏性土[2]。因此，在土-水混合体系中土粒间的排斥作用可使土颗粒之间的距离增大，在水流的作用下分散的土粒随水流动，为土体的渗透变形和破坏提供了条件，导致事故的发生。分散性土的发现可追溯到20世纪50年代，主要是在农业领域； 20世纪60年代澳大利亚发现分散性土对水利工程具有破坏作用，并对其进行了研究。随后，分散性土逐渐引起工程界的注意，许多国家对其进行研究，如美国、加拿大、西班牙和印度等。我国分散性土主要分布在东北和西北等地区，20世纪70年代首先在黑龙江引嫩工程中发现，随后在新疆、青海、陕西、山西等省的工程实践中都曾遇到。因此，在水利工程设计和施工中应对其予以重视。本文应用双比重计、针孔、碎块、孔隙水可溶盐阳离子和全土的交换性钠百分比等5种试验方法，对宁夏某水电站大坝防渗土料的分散性进行了判别，以分析研究土样的分散性能，为工程设计、施工和管理提供科学依据。

1 土样的基本物化性质

1.1 土样的物理性质

土样物理性质试验结果见表1。表1表明， 4组土样的液限在23.6%～25.0%之间，塑限在15.0%～16.0%之间，塑性指数在8.0～9.6之间。颗粒组成以粉粒(0.075～0.005 mm)为主，其含量在67.8%～72.2%之间，粘粒(<0.005 mm)含量在13.2%～16.8%之间。击实试验表明，4组土样的最优含水率在12.5%～13.4%之间，最大干密度在1.82 g/cm3～1.85 g/cm3之间。按照《土工试验规程》(SL237-1999)分类，这4组土样均属于低液限粉土(ML)。

1.2 土样的化学性质

土样的基本化学性质列于表2。从表2中可看出，4组土样的易溶盐在0.6 g/kg～1.0 g/kg之间，pH值在8.71～9.44之间，呈强碱性(>8.5)。SiO2在62.3%～66.0%之间， Fe2O3在3.0%～3.6%之间，Al2O3在11.5%～16.6%之间。SiO2/R2O3在5.88～7.65之间。

表1 土样物理性质土样编号比重Gs颗粒组成(%)>0.075 mm0.075 ～0.005 mm<0.005 mm液限WL(%)塑限WP(%)塑性指数Ip最优含水率(%)最大干密度(g/cm3)土壤分类按塑性图12.7117.469.413.223.615.08.613.41.84低液限粉土(ML)22.7114.968.316.824.013.41.8413.21.82低液限粉土

(ML)32.7117.367.814.925.013.21.8212.51.85低液限粉土

(ML)42.7113.172.214.725.012.51.8512.81.85低液限粉土(ML)

表2 土样化学性质

土样编号易溶盐(g/kg)pH值SiO2(%)Fe2O3(%)Al2O3(%)SiO2/R2O310.69.09 62.33.611.57.6521.09.40 63.53.213.76.8631.09.44 66.03.312.97.4640.98.71 64.23.016.65.88

2 分散性土判别试验方法

由于分散性土较广泛分布的湿陷性黄土[3] 等特殊土发现比较晚，现有的工程上常