一种岩土体原位渗透试验的试样制备方法技术

本发明专利技术一种岩土体原位渗透试验的试样制备方法，属于水利水电工程技术领域，包括挖平硐或支硐、保护待测岩土体的顶面、四周挖除、顶面和侧面拉毛、放置测压管、放置模板及进水仓、第一次浇筑、填充上游面、处理进水仓、二次浇筑、养护与拆模等步骤；通过保护性低扰动挖除和防渗止水处理，控制过流面积、保证试件内部渗透压力、试验结果准确性高。能够适用于各种勘察环境的不同不良地质体渗透试验中，适用范围广，制备方法简单，花费少，测试结果能更准确的反应岩土体渗透特性，实用性强、具有很好的适应性。适应性。适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种岩土体原位渗透试验的试样制备方法


[0001]本专利技术属于水利水电工程
，涉及岩土体的渗透试验，具体涉及对岩土体进行原位渗透试验的试样制备方法。

技术介绍

[0002]岩土体渗透特性是岩土勘察中一项重要的指标参数，也是大型水电项目关注的重点问题之一。岩体中，由上、下部相对坚硬的岩石所夹的软弱层带结构，其力学性质较差、结构破碎、遇水易发生泥化，对工程建设的危害十分突出。研究其渗透特性对工程抗渗设计计算具有重大意义。针对不良地质体的室内渗透试验是将带有不良地质体的试样从岩体中取出并运回室内进行试验，在取样和运输过程中对试样结构的扰动较大，不能准确反映岩土体的渗透特性，而原位渗透试验则是在岩体实际环境中进行的试验，能够最大程度的保持原状，较为真实的反应不良地质体渗透特性。
[0003]原位渗透试样一般为长方体，长方体共六个面，根据试验所需的渗流方向，选定其中的两个相对面分别作为上游进水面和下游出水面，其余四面需进行止水处理。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：相关试验要么未对需做止水处理的面进行有效封堵，使未封堵的面成为无侧限渗流模式，不能有效控制过流面积，进水会从未封堵面流失，导致试件内部水头损失无法保证原位渗透试验顺利进行；要么对试样扰动较大，破坏了岩体结构，不能真实反应岩体结构面的天然结构特性。

技术实现思路

[0004]针对现有制备方式中试样内部水头损失无法保证原位渗透试验准确反应岩土体渗透特性的问题，本专利技术提供了一种岩土体原位渗透试验的试样制备方法，通过保护性低扰动挖除和防渗止水处理，控制过流面积、保证试件内部渗透压力、试验结果准确性高。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种岩土体原位渗透试验的试样制备方法，待测岩土体在无裂隙的上完整岩体和下完整岩体间夹杂有不良地质体，所述试样制备包括以下步骤：A、挖平硐或支硐待测岩土体为长方形，确定其位置和大小，以非爆破方法在待测岩土体上方0.3
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0.8m处挖支硐或平硐，支硐或平硐的宽度和深度各大于待测岩土体的长度和宽度或宽度和长度0.8
‑
1.5m；B、保护待测岩土体的顶面清除支硐或平硐底面的碎石杂物，支硐或平硐底面既为待测岩土体的顶面，在待测岩土体顶面上方浇筑15
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25mm厚的混凝土保护层；C、四周挖除根据待测岩土体的位置和大小，用角磨机和电锤从待测岩土体外围45
‑
60cm处向待测岩土体位置逐步切割、挖除四周岩土，挖除至不良地质体下15
‑
30cm，并将支硐或平硐
的底面清理干净；D、顶面和侧面拉毛为了保证浇筑效果，更好的贴合防渗漏，拆除步骤B中浇筑的顶面混凝土保护层，用钢刷将待测岩土体四个侧面和顶面上方拉毛、清理干净；E、放置测压管选定待测岩土体两相对侧面为上游进水面和下游出水面，在另外两侧面的其中一面或两侧面不良地质体中钻孔，放置测压管，测压管头部伸入不良地质体内部，尾部延伸出待测岩土体外，使用水泥浆对测压管头部进行固定；F、放置模板及进水仓绕待测岩土体外围45
‑
60cm区域为浇筑区，清理干净浇筑区域，在浇筑区域底部铺设4
‑
8cm的混凝土底层，并将混凝土底层表面打毛；混凝土底层初凝后，在上游进水面前端放置进水仓，进水仓与上游进水面之间预留砂砾石放置空间；安装模板，预留出砂砾石放置空间、排水仓、排水池位置，并在排水仓与排水池之间设置溢流管，进水仓上的进水口、排气口借助管道延伸出浇筑区域；步骤E中的测压管延伸出浇筑区域；对浇筑区域内石粉杂物进行再次清洗；G、第一次浇筑将膨胀性混凝土倾倒至浇筑区域后使用振捣器振捣至无气泡冒出，浇筑至高于进水仓顶面0.5
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2cm后停止浇筑，将混凝土表面打毛；H、填充上游面、处理进水仓第一次浇筑初凝后，拆除上游进水面位置模板，并进行清理，用砂砾石作填满砂砾石放置空间；选取大于进水仓顶面的橡胶垫，覆盖至进水仓上方；I、二次浇筑采用膨胀性混凝土进行浇筑，浇筑至高出待测岩土体顶面30
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40cm处结束；J、养护与拆模浇筑完成且混凝土初凝后，将全部模板拆除，养护28天，岩土体原位渗透试验的试样制备完成。
[0006]进一步的，所述步骤F中，还包括在进水仓上设置锚固装置，所述进水仓外缘伸出上游进水面外围，在进水仓边缘连接锚杆，锚杆延伸至下游出水面，并与拦在下游出水面上的钢梁连接。该进一步的技术方案中，锚固装置的设置，可以加固进水仓，防止进水仓加水后与后续浇筑体之间产生裂隙而渗漏，以保证试件内部渗透压力、使试验结果准确性高。锚杆可采用条纹钢，与浇筑混凝土结合更紧密。
[0007]进一步的，所述步骤F中，所述砂砾石放置空间从混凝土底层延伸至待测岩土体顶面。砂砾石层为缓冲层，这样设置可以覆盖上游面，保证进水水流分散、压力均匀。
[0008]进一步的，为了避免扰动、破坏岩体结构，所述步骤C中是先使用角磨机切割后再使用电锤清理。
[0009]进一步的，所述步骤E中，为了获得较多的检测数据，所述测压管至少有设置四个；
为了防治细粒堵塞测压管，影响测压准确度，测压管头部使用纱布包裹。
[0010]进一步的，所述步骤E中的测压管管体外壁设置有橡胶阻水环。阻水环采用质地较软的橡胶制成，埋置于混凝土中可使混凝土与测压管管体贴合更加紧密，能够很好的适应较高水压并且防渗效果明显。
[0011]进一步的，为了便于连接和测量，所述步骤F中进水仓的排气口通过高压软管延伸出浇筑区域后连接有压力表，进水仓的进水口通过高压软管延伸出浇筑区域后连接供水装置。排气口即可排气，又可测压。
[0012]进一步的，为了便于连接和测压，所述步骤F中的测压管为高压软管，并延伸出浇筑区域后连接有压力表。
[0013]进一步的，为了保证浇筑质量、更好的防渗漏，所述步骤J中，混凝土初凝后，根据SL352
‑
2020 水工混凝土试验规程养护28天。
[0014]进一步的，为了保证进水的水流分散度、压力均匀度，所述步骤H中，所述砂砾石的渗透系数为1
×
10
‑1‑1×
10
‑2。
[0015]本专利技术的有益效果为：1、本专利技术的试样制备方式，设置灵活、适应性强，制备过程不受其他因素影响，能够适用于各种勘察环境的不同不良地质体渗透试验中，与目前国内“一个试验一套设备”的现状相比，适用范围广，制备方法简单，花费少，测试结果能更准确的反应岩土体渗透特性，实用性强、具有很好的适应性。2、该制备方法中，各防渗止水处理步骤，使水仅从上游面经不良地质体流向下游面，能够有效控制试验过程中的过流面积，保证试样内部的渗透压力，进而保证试验结果的准确性和真实性。3、该试样制备方法，各个过程均未对试件造成过多扰动，使用角磨机和电锤切割挖除，能够最大程度上保持试件原状，减少扰动，使试验结果更真实有效。4、试样不良地质体中放置的测压管能够监测不良地质体内部的水压，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩土体原位渗透试验的试样制备方法，待测岩土体在无裂隙的上完整岩体(1001)和下完整岩体(1003)间夹杂有不良地质体(1002)，其特征在于所述试样制备包括以下步骤：A、挖平硐或支硐待测岩土体(10)为长方形，确定其位置和大小，以非爆破方法在待测岩土体(10)上方0.3
‑
0.8m处挖支硐或平硐，支硐或平硐的宽度和深度各大于待测岩土体(10)的长度和宽度或宽度和长度0.8
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1.5m；B、保护待测岩土体的顶面清除支硐或平硐底面的碎石杂物，支硐或平硐底面既为待测岩土体(10)的顶面，在待测岩土体(10)顶面上方浇筑15
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25mm厚的混凝土保护层；C、四周挖除根据待测岩土体(10)的位置和大小，用角磨机和电锤从待测岩土体(10)外围45
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60cm处向待测岩土体(10)位置逐步切割、挖除四周岩土，挖除至不良地质体(1002)下15
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30cm，并将支硐或平硐的底面清理干净；D、顶面和侧面拉毛拆除步骤B中浇筑的顶面混凝土保护层，用钢刷将待测岩土体(10)四个侧面和顶面上方拉毛、清理干净；E、放置测压管选定待测岩土体(10)两相对侧面为上游进水面（1004）和下游出水面（1005），在另外两侧面的其中一面或两侧面不良地质体中钻孔，放置测压管(7)，测压管(7)头部伸入不良地质体(1002)内部，尾部延伸出待测岩土体(10)外，使用水泥浆对测压管(7)头部进行固定；F、放置模板及进水仓绕待测岩土体外围45
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60cm区域为浇筑区域(1)，清理干净浇筑区域(1)，在浇筑区域(1)底部铺设4
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8cm的混凝土底层，并将混凝土底层表面打毛；混凝土底层初凝后，在上游进水面（1004）前端放置进水仓(2)，进水仓与上游进水面（1004）之间预留砂砾石放置空间(3)；安装模板，预留出砂砾石放置空间(3)、排水仓(4)、排水池(6)位置，并在排水仓(4)与排水池(6)之间设置溢流管(5)，进水仓(2)上的进水口(8)、排气口(9)借助管道延伸出浇筑区域(1)；步骤E中的测压管延伸出浇筑区域(1)；对浇筑区域内石粉杂物进行再次清洗；G、第一次浇筑将膨胀性混凝土倾倒至浇筑区域(1)后使用振捣器振捣至无气泡冒出，浇筑至高于进水仓顶面0.5
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：于洋，张晓英，邓伟杰，焦小超，赵永胜，刘艳，高慧民，徐春枝，刘佳宾，李广伟，王晓明，
申请(专利权)人：江河工程检验检测有限公司，
类型：发明
国别省市：