[发明专利]一种适用于低强度塑性混凝土相对渗透系数的测试方法

说明书

本发明提供一种适用于低强度塑性混凝土相对渗透系数的测试方法。该方法的具体步骤是采用同样的塑性混凝土分别制作六个塑性混凝土抗渗试件和三个吸水率测试试件，将吸水率测试试件采用吸水率测试装置测试计算塑性混凝土的吸水率a，将六个塑性混凝土抗渗试件分别套上橡皮模套并装入对开式的试模内密封好后安装到抗渗仪，一次加到0.3～0.6MPa，在此压力下恒定24h，计算出塑性混凝土渗水高度D_m，然后计算每个塑性混凝土抗渗试件相对渗透系数，取六个试件的平均值即为塑性混凝土的相对渗透系数。本发明针简化了操作过程，能准确的测试出吸水率和渗水高度，然后计算出准确真实的相对渗透系数。

技术领域

本发明涉及水利水电工程领域，特别是涉及一种适用于低强度塑性混凝土相对渗透系数的测试方法。

背景技术

塑性混凝土是指采用膨润土(或黏土)取代部分水泥配制的具有一定强度、低弹性模量、高抗渗性和较好耐久性，能适应较大变形，具有较高抗裂能力的一种防渗墙体材料。主要技术指标一般为：抗压强度1MPa≤R₂₈≤5.0MPa，弹性模量E₂₈＜2000MPa，弹强比150～500，渗透系数K达10^-7cm/s量级，入槽坍落度为18～22cm，扩散度为34～40cm，混凝土密度则不宜小于2100kg/cm³。

与普通混凝土相比，塑性混凝土的性能特点是强度低、弹性模量低(普通混凝土的弹性模量一般大于10GPa)、极限变形大(超过1.00％，而普通混凝土仅为0.08％～0.30％)和工作性能良好等。与刚性混凝土防渗墙相比，塑性混凝土防渗墙弹性模量与周围土体相差较小(一般在10倍以内)，墙体能较好地适应坝体及坝基的变形，防渗效果较好，且不需振捣，易于泵送，能自流平自密实。我国自1989年福建水口水电站首次将塑性混凝土用于围堰防渗墙，随后在许多大中型水电工程中推广应用，如小浪底主坝、水口水电站二期上围堰、丹江口水库副坝、隔河岩电厂围堰、三峡一期土石围堰、三峡工程二期围堰等。近年来，塑性混凝土广泛应用于筑坝、大坝除险加固、围堰、高层建筑基础防渗和垃圾填埋等工程。

目前，水电水利行业中，塑性混凝土的抗渗性能测试按照DL/T 5303-2013《水工塑性混凝土试验规程》规定进行，包括渗透等级试验、相对渗透系数试验及渗透系数试验。其中，通过相对渗透系数试验，测定塑性混凝土的相对渗透系数，是科学评价塑性混凝土抗渗性能的常用方法。

但在实际操作过程中，针对塑性混凝土此方法仍存在一些的问题，具体如下：

(1)现有混凝土抗渗仪配备6个金属试模，规格均为上口直径175mm，下口直径185mm，高150mm的截头圆锥体，试验规定，采用螺旋加压器将侧面涂了密封材料的塑性混凝土试件压入试模中，使试件与试模底齐平；但是，由于塑性混凝土本身强度较低(粘土掺量较大时，甚至还可能低于1MPa)，螺旋器加压时，费时费力，且力度稍微控制不当，极易造成塑性混凝土试件损伤，出现压裂、试件掉碎渣、周边密封不严等现象，严重影响压水试验的顺利进行，以及测试结果的准确性。

(2)吸水率是计算塑性混凝土相对渗透系数的必要参数。塑性混凝土掺有膨润土(或黏土)，原材料、配合比及性能差异也大，内部存在大量连通孔、半连通孔和闭孔隙，因此，塑性混凝土吸水率明显高于普通混凝土(普通水工混凝土吸水率一般为0.03)；DL/T5303-2013规定的塑性混凝土相对渗透系数试验中，试件吸水率一般采用真空饱水装置测试，常用的有混凝土智能真空饱水机等。但是，真空饱水测定试件吸水率，包括烘干、无水真空3h、1h后进气、18h常压浸水等过程，测试周期至少24h，浸水时间越长，塑性混凝土试件越容易泡坏，掉渣或开裂都会造成吸水率结果的偏差；且有些工程现场没有真空饱水装置，无法进行相对渗透系数的试验。

(3)按照DL/T 5303-2013规定，相对渗透系数试验的一次水压力为0.8MPa，并恒定24h。但是，塑性混凝土强度较低，此水压力过大，试件经常极快速度透水，且过大的水压渗透性会失真或引起塑性混凝土受压破坏。同时，不同水压力可能会影响到试验数据的真实性。