下坂地水庫867億模型試驗設計

下坂地水庫867億模型試驗設計

下坂水庫總面積為83.67億米。1模型設計模型要求能承受3～4MPa壓力,采用無縫鋼管,主要模擬漿液的擴散和灌后地層抗?jié)B性能。模型設計見圖1。2材料和設備2.1地層成分組成試驗采用下坂地水庫庫區(qū)當?shù)厣笆?根據(jù)地質(zhì)資料提供的當?shù)夭煌貙蛹壟淝闆r,模擬了下坂地的冰磧層地層、含砂量較大的冰磧層地層、砂層地層、砂層和冰磧層交接層等4種地層。第一組:模擬的冰磧層地層,其顆粒組成見表1。第二組:為進一步說明含砂量較大地層的灌漿可行性,增加模擬了含砂量較大的冰磧層地層。其顆粒組成見表2。第三組:砂層地層根據(jù)實際地層情況采用的模擬砂層顆粒,組成見表3。第四組:模擬砂層和冰磧層交接層面的顆粒組成分別為以上模擬的冰磧層和砂層顆粒組成。兩種地層的具體顆粒組成見表1,3。2.2粘土、粘結(jié)土水泥:采用P.O32.5水泥,水泥細度滿足通過80μm方孔篩的篩余量不大于5%。粘土:粘性土的塑性指數(shù)大于14,粘粒(粒徑小于0.005mm)含量大于25%,含砂量小于5%,有機物含量小于3%。灌漿漿液:灌漿漿液主要采用水泥粘土漿,漿液配比為水泥∶粘土=1∶1,干料∶水=1∶1～1∶2(重量比)范圍內(nèi)選擇。2.3篩選用量、模型最大可達到3.2MPa的手搖泵一臺,攪拌機一臺,磅秤一臺,室內(nèi)灌漿模型4臺,標準電動震動篩一臺,4MPa壓力表4塊,1.6MPa壓力表一塊等。3樣砂巖的預處理試驗步驟:砂礫石料稱量→砂礫石料混合→裝料→灌前壓水試驗→灌漿材料稱量→攪拌漿液→灌漿→養(yǎng)護待凝7d→換同樣砂礫石料作為反慮墊層→壓水裝料過程:把拌好的料加入模型中的同時不斷振動模型,以達到接近當?shù)氐貙拥拿軐嵭院兔芏?所用料也一直保存在干燥狀態(tài)。灌前灌后壓水試驗均采用手搖泵進水加壓。灌后壓水試驗一般開始壓力為0.4MPa,測得穩(wěn)定滲流流量后再加壓到0.8MPa,測得穩(wěn)定滲流流量后繼續(xù)加壓,直到模型滲透流量突然增大。4相壓水對砂層材料的滲透效果第一組模擬冰磧地層模型的壓水試驗,由于試驗設備有限,壓力加到1.2MPa后不見流量明顯增大就結(jié)束壓水,壓水結(jié)果見表4。壓水的第二組模擬含砂量較大的冰磧層模型灌漿后壓水試驗:壓力加到3MPa時,出水口流量明顯增大,出現(xiàn)大股水及渾水流出現(xiàn)象,說明模型已被壓壞。壓水結(jié)果見表5。壓水的第三組砂層模型灌漿后壓水:細砂層的灌漿目的是看砂層的灌漿效果,通過灌漿后的取芯和壓水來看,沒有明顯的劈裂效果。但是,由于加壓到3MPa,相當于進行了擠密灌漿,起到了一定的擠密作用,使砂層的滲透性能明顯降低。壓水結(jié)果見表6。壓水的第四組模擬交接層面的模型灌漿后壓水,由于灌漿只加壓到1.5MPa,從灌后的結(jié)石情況可見,下部的細砂層基本沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)石,交接層面由于較上部砂礫層細砂含量多,灌漿結(jié)石情況也沒有上部砂礫石層好,但從灌后的壓水來看,地層的滲透性通過灌漿得到了明顯的降低,具體壓水結(jié)果見表7。為說明壓水后是否破壞,進行了二次壓水,結(jié)果見表8。壓水的5灌漿體物理性能由試驗數(shù)據(jù),第二組若取破壞水頭為2.5MPa,模擬試驗中的帷幕厚度為1.15m,計算得,其臨界滲透比降達到了217。第三組若取破壞水頭1.6MPa,模擬試驗中的帷幕厚度僅1m,此時的臨界滲透比降達到160。第四組加壓到2～3MPa仍未破壞,滲透系數(shù)仍小于2.0×10所選用的覆蓋層砂礫石、細砂層及交接層灌前的滲透系數(shù)基本在0.1～0.01cm·s較高灌漿壓力灌漿后的灌漿體耐壓試驗初步表明,所選用覆蓋層砂礫石、細砂