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结论性意见的几个要点

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:为此,在设计中织物滤层必须满足阻土、透水和防淤3个准则,尤其是长期透水性问题更值得注意。至于外部条件,主要指作用在织物上的压力和平面向的拉应力,它们会使织物的厚度和孔眼发生很大的变化,从而改变了织物的反滤性能,此外,织物滤层与被保护土之间的接触紧密情况,对滤层的有效性关系极大,因此施工中应十分注意两者紧密贴合,并在织物上加一定的压力。作为滤层材料的土工织物,其主要的特征参数之一是等效孔径。

结论性意见的几个要点

(1)在土质建筑物中有水流流出时,反滤和排水是必不可少的重要设施,采用土工织物这种新材料代替粒状材料作为反滤层是一个方便、有效和经济的措施,在国际上应用越来越广,在国内也正在迅速推广。应当注意的是织物滤层的设计比较复杂,而且至今其工作机理,尤其是长期使用的问题还没有研究得很清楚,因此,在有些工程中使用得不很成功,这是应当特别引起关注的。

(2)反滤的基本要求是织物应有足够的透水性和一定的阻土性,并在其使用期(设计寿命期)内能长期保持这种性能。为此,在设计中织物滤层必须满足阻土、透水和防淤3个准则,尤其是长期透水性问题更值得注意。

(3)织物滤层与粒状滤层的工作机理不完全相同。后者主要是靠不同粒径的颗粒直接发挥过滤作用,而前者则仅起一种媒介作用,即织物使土层中部分细颗粒流失,并形成一薄层较稳定的骨架,它才起真正的反滤作用,该薄层称为“天然滤层”。因此“织物滤层”的实质是:土—土工织物共同组成的一个系统,当它达到一定平衡状态时,所起的一种反滤作用。这个机理与粒状滤层是有差别的,因此粒状材料的反滤设计准则似不应简单地推广到织物滤层的设计中。

(4)关于反滤的设计准则,目前只有单向稳定水流的情况比较成熟。对于双向水流、动力水流、泵吸条件、紊流以及挟沙流等情况,研究得很不够。各国大都仍凭经验设计,有时,在工程上采用加厚土工织物或者采取混合(织物+粒状材料)滤层的措施加以补救。

(5)当前《水利规范》所建议的织物滤层设计准则是比较简单和应用较广的一种准则,但它在理论上和主要指标(公式中参数)的确定方面仍不很成熟。其他准则多数也尚缺乏机理研究的基础,一般都是凭经验或在粒状滤层准则的基础上修改而来。因此,还需在今后作必要的专门性研究,并在使用中不断积累经验。

(6)影响土工织物反滤的因素很多,除上述的水流条件外,还有被保护土的特性、织物的性质以及各种外部因素等。砂性土和黏性土滤层设计方法不同,砂性土的问题相对较单纯,而黏性土具有凝聚力,会形成团粒结构和良好的“拱效应”,因此有更高的抗渗透破坏能力,它的织物滤层的孔径可以大一些。至于外部条件,主要指作用在织物上的压力和平面向的拉应力,它们会使织物的厚度和孔眼发生很大的变化,从而改变了织物的反滤性能,此外,织物滤层与被保护土之间的接触紧密情况,对滤层的有效性关系极大,因此施工中应十分注意两者紧密贴合,并在织物上加一定的压力。(www.xing528.com)

(7)用作反滤的土工织物以无纺布尤其是针刺无纺布居多,因为它具有范围很广的孔径分布,可适应不同的土料。有纺织物也可应用,而且它具有孔眼稳定、施工便利和造价低廉的优点,许多地方也用得很好。至于汛期抢险时处治挟沙水流的情况,应当使用特制的由土工网和孔眼较大的土工织物组成的过滤网垫(厚度可达10cm左右),以阻挡砂砾颗粒涌出,并消刹水头,不可使用一般的无纺织物,否则将被淤堵并被水压力顶起。

(8)在织物滤层设计前应具备的基本资料包括:被保护土的颗分曲线;土层的状态(密度、含水量)和渗透系数;初选的土工织物性质;确定织物的各种降低系数和要求的安全系数。对于布设在斜坡上的织物还应有织物与土交界面的摩擦系数资料。织物反滤设计的具体步骤大致有三:①采用流网法计算通过土层的最大可能单宽渗流量;然后用达西定律计算织物所需的透水率或导水率,求出所选反滤织物的导(透)水安全系数;②确定土工织物的表观孔径O95,并与初选的织物相比较,看是否满足要求;③进行符合实际工况的淤堵试验或计算,校核其防淤性能。

(9)淤堵问题是保证织物滤层能否长期工作的重要问题,也是设计中的难点。由于影响因素复杂和参数众多,要对此进行完全预测是很难的,比较现实的是发展一种符合实际的试验方法,可以对淤堵进行合理的判断。目前常用的梯度比法是一种可用的方法,但其GR的临界值和试验的历时还需进一步研究。

(10)作为滤层材料的土工织物,其主要的特征参数之一是等效孔径。在美国,主要采用O95(表观孔径AOS)表示,且采用干筛法测定;在欧洲,采用不同的等效粒径,如Dw、Of等,它们大部分用湿筛法或动力水筛法确定。有的认为,湿筛法比干筛法合理,但干筛法比较简便实用。一般说来,美国的干筛要求的O95最大,荷兰的O90次之,法国的Dw再次之,法国的Of最小约相当于O95的70%左右。

表征织物孔眼特征的指标也可用孔隙率,或者等效孔径与孔隙率并用。但是最全面地反映织物孔眼特征的还是孔径分布曲线,它可以用水银压入法、图形分析法等进行测定,在当前的技术条件下,测求这种分布曲线也是不难办到的。采用孔径分布曲线来定义等效孔径就很清晰,O95就是孔径分布曲线上有95%的孔径小于该孔径,这与习惯上常用的土颗粒的特征粒径d60、d50、d10等指标的含义十分相似。

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