理论教育 大坝环境水文地质研究:试验原材料、混凝土配合比及设备分析

大坝环境水文地质研究:试验原材料、混凝土配合比及设备分析

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:试验用料中采用的原材料及其配合比见表8.2.1。表8.2.1试件原材料及配合比在试验过程中,通过测量某时段的流量,可求出试件于相应时段内的渗透率k 值。试验原理如图8.2.1 所示。图8.2.1试验原理图P1—渗透压;Pc—围压该试验所用仪器设备由渗透压力表、水压仪、围压仪以及试件箱等组成。混凝土试件采用直径D 为55mm、高度H 为55mm的圆柱形块体,见图8.2.3。图8.2.3混凝土渗透性试验试件

大坝环境水文地质研究:试验原材料、混凝土配合比及设备分析

试验用料中采用的原材料及其配合比见表8.2.1。进行混凝土渗透性试验的基本原理可用达西定律描述,表达式为

式中:k 为混凝土试件的渗透率,μm2;Q为通过混凝土试件的流量,mL/s;μ为流体的动力黏度,MPa·s;H 为混凝土试件高度,mm;A=πD2/4 为混凝土试件的横截面面积,mm2,其中D 为试件的直径,mm;ΔP 为混凝土试件两端的渗透压力差,MPa。

表8.2.1 试件原材料及配合比

在试验过程中,通过测量某时段的流量,可求出试件于相应时段内的渗透率k 值。试验原理如图8.2.1 所示。

图8.2.1 试验原理图

P1—渗透压;Pc—围压

该试验所用仪器设备由渗透压力表、水压仪、围压仪以及试件箱等组成。其中,水压仪为英国ELE国际公司生产的Pressure Test 3500,工作范围为0~3.5MPa;围压仪也为该公司生产的Constant Pressure Unit70—5100,工作范围为0~70MPa。上述仪器的特点:精度高,无须分级加压即使压力从零上升到所需值,并保持压力不变,无衰减。试验所用部分仪器见图8.2.2。(www.daowen.com)

试验所需的渗透压和围压是这样产生的:首先由水压仪通过水、油交换产生压力,水由水箱供给,水压仪产生的压力先传给水油交换缸中的油,油再把压强传给水,水通过压力管把压力传递到混凝土试件的顶面;围压仪是通过内部弹簧的压缩,由压力泵通过压力管把压力传递到试件的周围。两者的共同工作,就可以揭示在渗透压、围压共同作用下混凝土的渗透性变化规律。

混凝土试件采用直径D 为55mm、高度H 为55mm的圆柱形块体,见图8.2.3。试件成型过程:先按配合比准确称取水、水泥、砂、石子(精度要求:骨料为±0.5%;水和水泥(混合材)为±0.3%),将称好的砂、水泥、石子按顺序倒在钢板上,用铁铲翻拌至颜色均匀,再放入称好的骨料与其拌和,在10min内完成人工拌和。因混凝土拌和物坍落度不大于70mm,故采用机械振捣(用振动台,其频率为50±3Hz,空载时,振幅约为0.5mm),装料一次装满并高于试模,振至表面泛浆为止。试件成型后,在混凝土初凝前1~2h,需进行抹面,沿模口抹平。成型后的混凝土试件用塑料布覆盖,并在室温20±5℃的室内静置24~48h,然后拆模并编号。拆模后的混凝土试件立刻送至标准养护室(室温20±3℃,相对湿度在95%以上)养护至规定龄期。

图8.2.2 渗透试验部分仪器图

(a)渗透压力表;(b)水压仪;(c)围压仪;(d)试件箱

在进行渗透实验前,将养护好的混凝土试件的表面打平,试件四周涂抹凡士林以便更好地密封,并用滤纸覆盖混凝土试件上表面,以便水更均匀地作用在试件表面,然后装入压力筒中。设置围压仪和水压仪至工作状态,采用生活用水作为渗透介质,开始围压与渗透压共同作用下的渗透试验。

图8.2.3 混凝土渗透性试验试件

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