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目前国内外对接缝渗流有相关的理论和试验研究,然而现有的接缝渗流的试验研究并未紧扣一般工程(围堰、基坑、堤坝防洪防渗工程等)的工程实际情况进行。研究一般工程中工程体(板桩、防渗墙等)接缝的渗流自愈过程,对于相关的工程设计、施工等都具有普遍和现实意义。本文针对实际钢板桩围堰工程中钢板桩接缝的渗漏过程进行了模拟试验,研究了接缝真实的渗流自愈过程。
本论文的研究主要围绕如下三个方面顺次展开,并取得了相关的研究成果:
1、研制室内试验条件下能够达到论文课题研究要求的高水头差渗流装置。
一般工程常在几米到二十几米的水头差作用下,本文研制了一种可以在该水头差范围内工作的室内渗流试验装置,详细介绍了该装置的设计原理和制作方法,并经测试该渗流试验装置准确、简便,能够达到对一般工程水头差作用下渗流状况模拟试验的要求。
2、探讨相关的试验模拟技术和试验方法。
以钢板桩围堰工程现场的实际工程情况为依据,研究了模拟地下深处钢板桩接缝所处砂层环境的砂槽制作方法。砂槽的模拟制作技术包括砂层覆盖层柔性水袋模拟;桩缝入出口的模拟;桩缝区的防渗处理方法;高水头差下砂槽的变形强度处理方法,较好地再现了实际钢板桩围堰工程中钢板桩接缝所处的渗流场环境。
3、进行真实钢板桩接缝的模拟试验,研究钢板桩接缝真实的渗流自愈过程。
进行了多次钢板桩接缝的模拟试验,分析了试验现象和试验数据,验证了砂质地层中的钢板桩接缝会在一般的工程水头差作用下发生自愈现象。通过对各次试验中接缝自愈过程的分析,明确了接缝自愈可发生在接缝的不同部位,具有随机性;接缝淤堵情况的不同决定了接缝自愈的效果的不同;接缝出口处的反滤压重处理是接缝自愈的必要条件;长期的高水头差作用下接缝将会淤堵填满砂子。