黄土地区渠道防渗固化剂初探

为了在渠道防渗工程中推广应用新型土壤固化剂,基于关中黄土引入了几种不同类型的固化剂。从击实、无侧限抗压、渗透、冻融等方面进行了固化土性能试验。结果表明,黄土在掺用了固化剂后,最优含水量有所降低,最大干密度得到提高,压实性能向好的方面发展。在浸水条件下,不同类型固化土28d强度有所不同,从0强度到3.37MPa不等;固化黄土的渗透系数在8.59×10-6～1.81×10-7cm/s之间。填加不同固化剂的固化土对抵抗冻融循环的次数不尽相同,最大可达到20次。总之,将固化土直接用做渠道面层防渗材料,其耐久性远不如混凝土,但好的固化土具有的基本性能,也为其作为复合防渗材料的一部分或在低等级渠道防渗工程中使用提供了可能。     

基于数值模拟的双层薄膜防渗衬砌渠道抗冻胀机理探讨

在渠道衬砌板下铺设双层塑料薄膜,使混凝土衬砌板与冻土层之间可滑移、不产生冻结约束,从而达到防治渠道衬砌冻胀破坏的目的,即为双层薄膜防渗衬砌渠道。为了探明其抗冻胀机理及削减冻胀效果,应用ADINA软件对双层薄膜防渗衬砌渠道冻胀进行数值模拟,研究衬砌板应力和变形规律。对比普通渠道,双层薄膜防渗衬砌渠道抗冻胀效果非常显著,自身受力状态得到显著改善,且冻胀变形、冻胀力分布更加均匀;其阴坡、渠底、阳坡切向冻结力极值及均方差降低幅度均大于法向冻胀力降低幅度,揭示了该种渠道通过削弱冻结约束来改善衬砌板冻胀受力及使冻胀量分布均匀的抗冻胀机理。对比梯形断面和弧底梯形,可知双层薄膜防渗衬砌渠道适用断面为弧底梯形,在实际工程中应对弧底板和渠坡板之间的伸缩缝加强管理,或采用整体现浇式结构,以防止渠坡板滑动失稳。这些工作为双层薄膜防渗衬砌渠道的深入研究和推广应用提供了参考。     

灌区节水改造中防渗渠道断面的优化设计

渠道防渗工程是当前灌区节水改造的重要内容之一,对原灌区骨干渠道系统的梯形土渠进行节水改造,其断面形式选用弧形坡脚梯形断面,其断面形式接近最佳水力断面、水流条件好、流速快、输沙能力强、防渗效果好、抗冻性能较高等优点.在此基础上,建立渠道纵横断面设计的系统动态规划模型,对灌区改造渠道进行纵横断面优化设计,并通过实例比较证实,该设计方法可以大幅度节省灌区节水改造项目的工程投资.     

FCSJ复合材料———新型防渗材料的应用前景

FCSJ复合材料主要成分是粉煤灰、废橡胶、废塑料、助强剂等 ;以独特配方 ,经机械加工而成型。它的优点是造价低 ,其造价是混凝土渠道防渗造价的 1/ 2 ,而且具有抗冻性、抗渗漏性 ,安装方便 ,是理想的渠道防渗材料。铁岭市水资源紧缺且损失浪费严重 ,特别是水田渠道渗漏占总输水量的 1/ 2 ,水田渠道防渗势在必行。渠道防渗采用FCSJ复合材料 ,不仅实现节水 ,还可实现废物利用 ,减少环境污染     

冻融作用对膨润土防渗毯防渗特性的影响

为研究膨润土防渗毯(Geosynthetic Clay Liner)在寒旱区渠道衬砌应用中的防渗性能,该文采用室内模拟方法对3种膨润土防渗毯(分别为韩国、中国生产,编号为1#、2#、3#)的抗冻特性进行了研究,结果表明:采用黄河水水化31次冻融后,1#、2#、3#膨润土防渗毯自由膨胀体积增加了16.7%、4.5%、8.0%,滤失量降低了31.1%、28.9%、27.0%,屈服值增加了200.0%、23.3%、90.6%。31次冻融循环后滤出液EC值分别降低27.3%、27.0%、31.0%,渗透系数均增加了1个数量级,但渗透系数仍较小,仅为渠床土壤渗透系数的0.35%～0.72%;研究表明,膨润土防渗毯可用于西北干旱盐渍化地区渠道衬砌。     

由澳大利亚渠道改造看我国渠道防渗工程

通过对澳大利亚混凝土渠道修复更新项目渠基加固、渠道修复、渠道更新替换等实施的背景、具体措施方法、经验的论述,结合目前我国渠道防渗工作的具体现状,讨论了渠道破坏的危害、成因及修复过程,在此基础上提出了我国渠道防渗工程中存在的一些问题,并展望了渠道防渗工程的发展方向。     

混凝土防渗渠道冬季输水运行中冻胀与抗冻胀力验算

为了明确渠道冬季输水时防渗衬砌层结构的抵抗渠床基土冻胀破坏作用的能力,该文理论分析了大气负温下,介入刚性防渗面层对渠基土冻胀的约束,得到作用于坡板上冻胀力的作用形式为法向冻胀力和指向坡顶的切向冻胀力,对被视为底端简支、板内无接缝、受冻胀作用的构件受力进行理论分析,得到冬季输水渠道边坡板的冻胀问题属于非垂直非全周的冻拔问题的结果,并进一步根据力学基本原理研究了刚性面层(衬砌层)承受荷载力的求解方法。依据桩的抗冻拔验算和拉弯构件的强度验算可实现冬季输水渠道抗冻胀力的计算,建立了适用于防渗渠道刚性衬砌结构设计的方法,为冬季输水梯形混凝土防渗抗冻胀渠道衬砌层厚度的准确确定提供了计算方法。     

大同市渠道防渗工程冻胀破坏状况及防治措施调查

大同市位于山西省北部地区,冬季严寒,渠道的防渗工程冻胀破坏较为严重。通过实地调查,论述了渠道防渗工程冻胀破坏的形式、原因及采取的有效措施,对大力发展节水灌溉具有一定的指导作用。     

敦化灌区渠道防渗工程冻胀破坏分析与防治

太原市敦化灌区始建于1964年,地处山西中部汾河与潇河交叉口南端,属冲积平原型灌区。现拥有主要干、支渠道51.76 km,可灌溉农田6 973.33 hm~2。多年来,干、支渠道均为土体结构,输水渗漏损失严重,渠系水利用系数约为0.45。为减少输水渗漏损失,1996年对部分渠道进行了防渗工程处理。在防渗渠道运行过程中,又出现了裂缝、空鼓、错位滑落等冻胀破坏情况。在分析渠道防渗工程冻胀破坏原因的基础上,提出了系统的防治措施。     

膨润土防渗毯用于渠道衬砌及其老化因素对力学性能的影响

膨润土防水毯(GCL)在渠道衬砌工程有较大的应用价值.为了测试膨润土防渗毯用于渠道衬砌其老化因素对力学性能的影响,以内蒙古河套灌区为研究区域,采用室内模拟及工程现场试验相结合,对5种老化因素的3种GCL力学性能影响进行了测试.结果表明:温度、湿度、紫外线照射都会对GCL的力学性能造成影响.高温对GCL力学性能影响大于低...     

浑水渗流对粗粒土渗透特性的影响

粗粒土常常作为农业水土工程、水利工程和土壤特性改良工程的重要材料和载体,在浑水渗流作用下,其特性的变化对工程应用有重要影响。该研究推导了浑水渗流作用下,圆管中粗粒土渗流计算式,并采用自制装置系统分析了浑水渗流作用下粗粒土的渗透特性,探讨了粗粒土的水力梯度、渗透系数、渗流量以及孔隙填充率的变化规律,并将推导的理论式与试验结果进行对比验证。结果表明：在水力、几何条件均满足的前提下,浑水在粗粒土中的渗流可分为3个阶段,分别是细颗粒运移畅通阶段（阶段1）,孔隙堵塞和运移并存阶段（阶段2）和粗粒土顶部淤积分层阶段（阶段3）,粗粒土在各阶段表现出不同的渗透和物理特性;粗粒土渗透特性主要受到浑水浓度和水头的影响,随着浓度和水头的增大,浑水中细颗粒在粗粒土中的运移、堵塞和淤积会加剧,粗粒土整体的水力梯度会增大,而渗透系数会逐渐减小;粗粒土的不均匀系数是影响浑水渗流过程的重要因素,不均匀系数越大粗粒土内部孔隙率就越小,细颗粒运移的通道越不畅通,更容易发生堵塞和淤积;随着水头的增大,在较大渗透力的作用下细颗粒的运移会更容易,但也加快了内部堵塞和顶部淤积的速度,细颗粒持续向下运移的距离也会减小;随着浑水浓度的增大,粗粒土顶部的孔隙会快速沉积、封堵,细颗粒运移速度和距离都会被削弱;试验完成后,粗粒土柱沿着渗流路径方向自上而下孔隙率逐渐较小,在0～5 cm范围内下降梯度最大,5～20 cm范围下降趋缓。研究结果揭示了浑水渗流作用下粗粒土抗渗透特性的变化规律,为浑水渗流和工程应用提供理论支持。     

坡面喷施高分子化合物集流效率的试验研究

基于西北地区黄土高原水土流失严重、地形复杂、外源材料运输困难的实际情况,提出坡面喷施高分子聚合物——土壤固化剂、沥青乳剂、有机硅树脂,以期提高其集流效率。通过室外人工降雨模拟试验,分析了坡面经3种材料处理后,在不同浓度,不同雨强下对产流时间、集流效率、土壤侵蚀量的影响。结果表明:3种材料处理的产流时间较对照提早1/3倍;集流效率平均为72.0%,连续降雨条件下为85%以上;土壤侵蚀量明显较对照降低;3种材料的集流效果顺序为:土壤固化剂>有机硅树脂>沥青乳剂。本研究对西北地区发展新型集雨材料及雨水集蓄利用新形式具有一定指导意义。     

土壤固化技术应用于戈壁荒漠区水土保持工程的试验研究

依托输变电项目工程,对高强高耐水土壤固化剂(HEC)应用于戈壁荒漠区3种典型土壤的固化效果进行了室内试验研究.试验以无侧限抗压强度要达到1.5 MPa为标准,分别对影响固化效果的养护龄期、固化剂掺量等因素进行了对比分析.结果表明,在养护龄期7d以上,固化剂掺量达到8％以上时,固化剂对3种土壤的固化效果能够达到设计要求.通过对固化样本的力学性能、渗透性能、干缩性能等测试后表明,样本的各项性能均能满足输变电线路工程的水土保持要求.     

新疆土壤次生盐化主要成因及对策

概述了新疆耕地次生盐化现状,分析了土壤次生盐化的4个主要成因,基于新疆特殊内陆干旱气候和地理环境特征,从加强渠道防渗、减少水库渗漏、推行高效节水、完善灌排工程等方面提出并分析了盐碱地治理的研究对策。     

提高人工植被培育中土壤抗旱性的综合措施

干旱条件下培育人工植被,采取适当的抗旱措施是必不可少的,其中作为植物生长发育所需水分、营养的载体,土壤是显著的可调控对象,对其合理处置与抗旱有着密切的关系。以土蓄水、抑制蒸发、改良土壤、培肥地力等有利于对有限水分的利用。提高土壤抗旱性的综合措施包括土壤耕作、土壤培肥、土壤覆盖、防止水分深层渗漏等方面。在气候暖化的背景下,为增强土壤抗旱措施的效果,提高其技术水平,分析了与蓄水、保水、集水以及用水有关的土壤抗旱方式及其特点。在综合述评的基础上,还讨论了土壤抗旱措施的技术应用问题和需要研究的主要方面。     

铁路工程建设水土流失监测试验研究——以北同蒲增建二线改造项目太原至原平段为例

在北同蒲增建二线改造项目太原至原平段水土流失监测过程中,根据建设责任区内的水土流失敏感点的土壤侵蚀特征采用了定点连续监测、定点定时监测和沿线调查三个不同层次的监测方法。铁路建设责任区域内的气象条件、土地利用形式和地形等水土流失影响因子的差异性导致了各水土流失敏感点的土壤侵蚀形式和特征的不同。项目建设期间产生的大型的裸露土体在侵蚀性降雨条件下其土壤特性变化明显,增加了区域内的产沙量;坡面土壤粒度的粗化和随机粗糙度的变化不一定会降低坡面上的面蚀强度。作为铁路建设重要工程主体的路堤和路堑的建设会改变区域内的产流、径流和渗流途经;在稳定和适宜的工程防护下,能够较好地控制开发建设项目径流产沙的增量。铁路建设中的水保设施本身的失稳也常常是增加产沙量的另一途经。     

宁夏中部干旱风沙区砾砂混合料筑坝分析

在干旱风沙区修建水土保持治沟骨干工程,可同时起到拦泥与蓄水的作用,并对改善风沙区生态环境、发展绿洲农业起到促进作用。用沟道内洪水冲积形成的砾砂混合料作为筑坝材料,既可以就地取材,又可以充分发挥土料透水性强的优势达到雨洪转化的目的。通过野外和室内试验获得的数据和资料,应用多种方法对宁夏同心县长沙河流域的上流水骨干工程的坝坡稳定性和渗透稳定性进行了分析,结果表明,干旱风沙区砾砂混合料用于修建水土保持治沟骨干工程能满足坝坡稳定和渗透稳定的要求。     

台湾水土保持工程及研究

台湾四周环海,属海岛型气候,因此降雨量常受海洋气团之影响,致年平均雨量约2500mm;每当台风季节来临时,使原本地质脆弱、地势陡峻、溪陡流急之集水区中上游地区,产生冲蚀、崩塌、土石流及泥砂淤塞河道等现象,以致灾害频传。为减少台湾地区发生洪水灾害之损失,除对集水区之降雨及洪流特性透过分析探讨外,应配合对冲蚀、崩塌、土石流、河道输砂等机制作研究,然后实施治理,才能减少灾害之损失。因此有关台湾集水区之治理,包括林业经营、农地水土保持、防砂工程、崩塌地处理、道路水土保持、防洪工程等。本文仅就水土保持工程之主要工法作一描述,对所实施之各项治理工程透过水文学、水理学及土壤力学之观点及研究来探讨其成败之原因,供为今后实施水土保持各项治理之依据。     

一种新型可控黏土复合膏浆在动水地层防渗中的应用

[目的]研究一种新型可控黏土复合膏浆在动水地层中的防渗应用,治理岩溶地区的水库堤坝渗漏以及大量架空结构的土(堆)石围堰的渗漏问题等。[方法]采用试验的方法,研究掺入新型外加剂具有流动度低,凝结时间可控以及良好的抗水流冲释能力的复合膏浆在动水地层的防渗堵漏效果。[结果]使用固化剂和速凝剂,其掺入量对膏浆的抗水流冲释能力、初凝时间以及流动度均有显著影响,从而可以通过固化剂和速凝剂掺入量的不同来有效的调节复合膏浆的物理力学性质,使其达到工程要求。[结论]采用此种可控黏土复合膏浆处理含有强透水砂卵石的动水地层的渗漏问题,可以使渗漏地层的防渗能力有效地大幅度提高,处理效果显著。     

有限元子域法分析土石混合介质的饱和导水率

在黄土高原水蚀风蚀交错地区,碎石的存在影响着土壤的水力学特性,因此研究土石混合介质的渗流运动对该地区的植被恢复建设具有重要的指导意义。虽然用有限元法分析地下水渗流的工作很多,但对土石混合介质而言,由于有限元法的解题规模迅速增加,其研究甚少。本模型采用子域法矩形单元,假定土石体中石块含量增加不影响土的孔隙率且石块不透水分析了土石混合介质中的渗流过程。结果表明,影响土石混合介质饱和导水率的主要因素是土石介质的含石率;石块的大小基本不影响混合介质饱和导水率;石块分布方式增加水流路径时,会影响混合介质饱和导水率。这一数值分析结论与土石体渗流问题的部分理论结果和试验结果吻合良好。本模型子域法计算效率高,结果较准确,可用于较大规模的土石混合介质渗流分析,还可推广用于土石混合介质的三维分析和多级子域法有限元技术以获得更大规模的解题效果。