土壤固化剂在陕北淤地坝渗透破坏治理中的应用

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淤地坝在陕北地区分部广泛,作为一项工程措施,淤地坝具有拦泥蓄水保土、稳定沟坡、滞洪减沙、抬高土壤侵蚀基准面、促进退耕还林还草、改变农业生产基本条件、提高粮食产量及土地利用结构的调整、促进了农村产业结构调整、解决人畜饮水的来源、坝路结合便利交通等作用。随着时间的推移和天气条件的变化,陕北靖定地区的淤地坝出现了一种特殊的安全隐患——渗透破坏即坝后流泥。根据实地调研,靖定地区有40%的淤地坝存在不同程度的渗透破坏问题,设法解决已建淤地坝存在的这类问题,已经成为当地水利部门的重要工作之一。论文以陕西省榆林市靖边县沙旋沟淤地坝筑坝土轻粉质壤土为研究对象,通过对比轻粉质壤土、添加粉煤灰固化剂土样、添加无机复合固化剂土样3种试验土在过筛前后的渗透破坏临界水力坡降、渗流流速、水头变化情况,选出最优固化剂,然后进行固化剂配比试验选择最优配比,并在模型坝的试验中验证。  本论文的主要结论有:  (1)过筛前后轻粉质壤土、添加粉煤灰固化剂的土样、添加无机复合固化剂的土样的渗透破坏临界水力坡降分别为46.8和46.6、59.1和59.2、50.5和88.6;渗流流速从大到小依次为:添加无机复合固化剂的未筛土样>未过筛轻粉质壤土>添加粉煤灰固化剂的过筛土样>过筛轻粉质壤土>添加粉煤灰固化剂的为过筛土样>添加无机复合固化剂的过筛土样,表明添加无机复合固化剂的过筛土样的固化效果最优。  (2)综合渗透破坏试验过程中各个测管的水头变化情况以及试验土体的变化情况分析可得出渗透破坏的易发生部位为下层土壤(10cm以下的土层)。  (3)在固化剂添加量为4%、5%、6%之中,添加4%和添加6%固化剂的土样的临界水力坡降分别为6.4、8.2,而添加5%无机复合固化剂在水力坡降为8.9时仍未发生破坏,且抗渗能力适中为最优配比固化剂。  (4)添加5%无机复合固化剂的过筛土样能够较好的降低模型坝的浸润线和溢出点,对―坝后流泥这一渗透破坏现象具有极好的修复作用。
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