Page 56 - 2024年第55卷第4期

２ｍｍ的粒径将颗粒区分为粗粒和细粒。图 ２中间断级配缺乏 ２０～２ｍｍ粒径的颗粒，所以将 ２ｍｍ定
义为细料的区分粒径是合适的，连续级配内部粒径大小连续，但为便于试验结果对比，同样以 ２ｍｍ
作为细粒的界限粒径。对于内部不稳定土，由于土骨架不能约束内部细粒的移动，细粒便会在渗流作
用下发生运移并在出口处堆积，导致无法测量运移细粒的量。所以在渗流侵蚀试验中，出口孔径的选
择原则是保证土骨架颗粒不流失的前提下不让细粒在出口处堵塞。参考已有经验 ［２１ － ２３］ ，当孔径大于 ７
倍细粒粒径，细粒才不会在出口处产生较严重的阻塞，将 ２ｍｍ作为细粒的上限粒径，设定底部滤板
的孔径为 １４ｍｍ。滤板下方连接透明亚克力板制作的漏斗形集砂排水仓。在排水仓下方设有一个可控
的冲砂孔，用于定期冲砂和收集指定时间间隔内流出的细粒。

图 ３ 侧限压缩潜蚀试验仪原理 图 ４ 侧限压缩潜蚀试验仪设备

２．３ 试验过程 按 《水电水利工程粗粒土试验规程》 ［２４］ 中粗粒土渗透变形试验的规定来制样和开展试
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验。首先，按指定密度分三层击实制备试样，连续级配试样采用 ２．０ｇ?ｃｍ 制样干密度，间断级配试样
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采用 １．９ｇ?ｃｍ 制样干密度。制样完成后，将电子位移计均布安装至试样仓顶盖的边缘，并以 ２０ｋＰａ?ｓ
的速率施加竖向压力，逐级加载到一定的应力状态，然后保持应力状态不变，再对试样进行浸水和排
水循环试验，来模拟库水位周期性升降的过程。浸水过程是从底部漏斗入水口通水，让水自下而上充
满饱和，待到试样顶部盖板气孔出水时，认为试样已浸水饱和，此时关闭通水阀，停止通水。当试样
浸水湿化 ３２ｍｉｎ后开始排水，通过调整漏斗下部排水阀门，让试样中的水和细粒在规定的时间内通过
试样底部滤板孔和排水管排出，排水管出口处放置 ０．１ｍｍ滤网，收集流失细粒，待到排水管不再有
水和细粒流出时，排水结束。试样由无自由水到饱和，再由饱和到无自由水的过程为一次水位循环，
收集每一次水位循环过程中试样内部流失的细粒，并烘干称重。
在整个试验过程中，试样最初处于风干状态（初始饱和度约为 ３％），在浸水饱和后试样的饱和度
为 １００％。由于试验条件限制，排干过程中试样并不能达到完全干燥状态，试验后通过称重测得排水
过程结束时试样的饱和度约为 ２３％，在不同应力状态下，试样浸水饱和时的饱和度和排干后的饱和度
基本保持稳定。在不同浸水状态下，试样的饱和度随时间的变化如图 ５所示。
由于尚未形成对于试样变形连续控制的统一标准，本文参考殷殷等 ［２５］ 相关研究成果，将固结变形连
续控制标准选取为轴向变形小于等于 ０．０３ｍｍ?３０ｍｉｎ，湿化变形控制连续标准选取为轴向变形小于等于
０．０１ｍｍ?５ｍｉｎ。
２．４ 试验方案 根据坝体受库水位影响部位的高低，选 取 ３种竖 向压 力（０．５、１．０和 ２．０ＭＰａ）；参
考日调节水库的库水位升降速率，设置 ３０ｃｍ?９ｍｉｎ作为试验速率，并在此基础上增设 ３０ｃｍ?３ｍｉｎ、
３０ｃｍ?ｍｉｎ两种速率进行对比分析；考虑到施工过程中为提高填筑压实度会进行洒水，故设置 ３种初
始含水率（ ０．４％、５％和 １０％）。以上方案分别在 ２种水位条件下（恒定水位和升降水位）开展单轴固结
湿化变形试验（表 １）。

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