摘要：現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)的碾壓混凝土滲流常處于非恒定狀態(tài)，壓水試驗(yàn)規(guī)程中按恒定流確定滲透系數(shù)的方法不再適用。本文仿照混凝土試件快速試驗(yàn)確定滲透系數(shù)的方法，推導(dǎo)出壓水試驗(yàn)過(guò)程中滲流處于非恒定狀態(tài)條件下碾壓混凝土求滲透系數(shù)的方法和公式。該方法曾應(yīng)用于江埡工程現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)，較為真實(shí)的反映了碾壓混凝土的滲透特性。
關(guān)鍵詞：碾壓混凝土 滲透系數(shù) 壓水試驗(yàn)
碾壓混凝土（RCC）壩的施工特點(diǎn)是通倉(cāng)、薄層連續(xù)鋪筑并碾壓。碾壓混凝土壩施工速度快在世界范圍內(nèi)得到廣泛認(rèn)可，但對(duì)碾壓混凝土防滲性能又存在疑虛，這種疑慮來(lái)自碾壓混凝土的施工方法及筑壩材料的特殊性。由于分層碾壓施工，層面出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)的機(jī)率要比常規(guī)混凝土大，這些薄弱環(huán)節(jié)對(duì)抗剪強(qiáng)度和滲透性影響是相當(dāng)大的。大壩作為擋水建筑物，穩(wěn)定性、滲透性是人們最關(guān)心的問(wèn)題。在碾壓混凝土壩施工技術(shù)日趨成熟，碾壓混凝土壩施工質(zhì)量不斷提高的同時(shí)，如何正確測(cè)試碾壓混凝土壩宏觀滲透性，特別是碾壓混凝土滲透性的現(xiàn)場(chǎng)精確測(cè)試，關(guān)系到對(duì)碾壓混凝土壩的安全與耐久性?！端つ雺夯炷潦┕ひ?guī)范》[1]中把現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)作為現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定碾壓混凝土抗?jié)B性的方法[2]，其可靠性、準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的。反映混凝土滲透性指標(biāo)有：透水率、滲透系數(shù)及抗?jié)B標(biāo)號(hào)。由于目前尚無(wú)水工碾壓混凝土壓水試驗(yàn)規(guī)程，只能套用《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程SL-25-92》進(jìn)行操作。SL-25-92是針對(duì)裂隙巖體壓水試驗(yàn)而編制的，裂隙巖體壓水試驗(yàn)容易達(dá)到滲流量Q的恒定值，應(yīng)特別提出的是，SL-25-92推薦采用如下公式計(jì)算滲透系數(shù)：
K=Q/2πHLlnL/r0 （1）
式中：K—綜合滲透系數(shù)，單位：cm/s；Q—試段內(nèi)的壓水恒定流量，單位：cm3/s；H—試驗(yàn)水頭（由試驗(yàn)壓力換算為水頭），單位：cm；L—壓水段長(zhǎng)，單位：cm，r0—鉆孔半徑，單位：cm.
式（1）是按照壓水至恒定狀態(tài)（即Q維持一不變的常量）所求得的壓水段巖體平均滲透系數(shù)，由于在壓水試驗(yàn)前RCC內(nèi)部存在未被水填滿的孔隙，要達(dá)到恒定不變的壓水流量需要極長(zhǎng)的時(shí)間，這在實(shí)際上辦不到的。因此，不能用式（1）來(lái)確定其滲透系數(shù)。
1 混凝土試塊快速滲透試驗(yàn)滲透系數(shù)分析
由于混凝土試件存有孔隙，壓水試驗(yàn)只有試件孔隙全部被水填充后才能達(dá)到恒定滲流狀態(tài)，即滲透流量達(dá)到一恒定值。由于混凝土滲透性很微小，混凝土滲透試驗(yàn)達(dá)到恒定流狀態(tài)歷時(shí)非常長(zhǎng)，設(shè)備效率極低，且試驗(yàn)歷時(shí)過(guò)長(zhǎng)，發(fā)生意外試件的概率就越高。因此，這種正規(guī)試驗(yàn)方法必須有裝備良好的試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，且不受時(shí)間的限制時(shí)才能進(jìn)行?？焖偾蟮没炷猎嚰B透系數(shù)，特別是在工地試驗(yàn)室條件下混凝土滲透試驗(yàn)常采用如下簡(jiǎn)易方法：即通過(guò)較短時(shí)間（T）壓水，不等待水將整個(gè)試件完全飽和就將試件劈開，測(cè)得飽和水上升高度Dm，即可求得滲透系數(shù)K.
混凝土試塊如圖1，由底面向上壓水，壓水的水頭為H.設(shè)時(shí)間為t時(shí)，飽和水面上升高度為y，該處水力梯度為J=H/y.依達(dá)西定律水面上升速度為：v=KJ=KH/y，設(shè)時(shí)間增量dt，水面升高dy，混凝土孔隙率為m，則水量增量為：dq=mBdy=Bvdt，或mydy=KHdt.壓水時(shí)間T時(shí)水面上升到Dm，通過(guò)積分，，積分后可求得：
K=mD2m/2TH （2）
混凝土孔隙率應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)求得，或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可取m=0.03這就是混凝土快速滲透試驗(yàn)所常用的公式。這種快速試驗(yàn)不如正規(guī)試驗(yàn)精度高，式（2）在理論上也不夠嚴(yán)密，但經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)，混凝土試件快速試驗(yàn)方法可以滿足工程要求，因而仍被廣泛應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：碾壓混凝土 滲透系數(shù) 壓水試驗(yàn)
碾壓混凝土（RCC）壩的施工特點(diǎn)是通倉(cāng)、薄層連續(xù)鋪筑并碾壓。碾壓混凝土壩施工速度快在世界范圍內(nèi)得到廣泛認(rèn)可，但對(duì)碾壓混凝土防滲性能又存在疑虛，這種疑慮來(lái)自碾壓混凝土的施工方法及筑壩材料的特殊性。由于分層碾壓施工，層面出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)的機(jī)率要比常規(guī)混凝土大，這些薄弱環(huán)節(jié)對(duì)抗剪強(qiáng)度和滲透性影響是相當(dāng)大的。大壩作為擋水建筑物，穩(wěn)定性、滲透性是人們最關(guān)心的問(wèn)題。在碾壓混凝土壩施工技術(shù)日趨成熟，碾壓混凝土壩施工質(zhì)量不斷提高的同時(shí)，如何正確測(cè)試碾壓混凝土壩宏觀滲透性，特別是碾壓混凝土滲透性的現(xiàn)場(chǎng)精確測(cè)試，關(guān)系到對(duì)碾壓混凝土壩的安全與耐久性?！端つ雺夯炷潦┕ひ?guī)范》[1]中把現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)作為現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定碾壓混凝土抗?jié)B性的方法[2]，其可靠性、準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的。反映混凝土滲透性指標(biāo)有：透水率、滲透系數(shù)及抗?jié)B標(biāo)號(hào)。由于目前尚無(wú)水工碾壓混凝土壓水試驗(yàn)規(guī)程，只能套用《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程SL-25-92》進(jìn)行操作。SL-25-92是針對(duì)裂隙巖體壓水試驗(yàn)而編制的，裂隙巖體壓水試驗(yàn)容易達(dá)到滲流量Q的恒定值，應(yīng)特別提出的是，SL-25-92推薦采用如下公式計(jì)算滲透系數(shù)：
K=Q/2πHLlnL/r0 （1）
式中：K—綜合滲透系數(shù)，單位：cm/s；Q—試段內(nèi)的壓水恒定流量，單位：cm3/s；H—試驗(yàn)水頭（由試驗(yàn)壓力換算為水頭），單位：cm；L—壓水段長(zhǎng)，單位：cm，r0—鉆孔半徑，單位：cm.
式（1）是按照壓水至恒定狀態(tài)（即Q維持一不變的常量）所求得的壓水段巖體平均滲透系數(shù)，由于在壓水試驗(yàn)前RCC內(nèi)部存在未被水填滿的孔隙，要達(dá)到恒定不變的壓水流量需要極長(zhǎng)的時(shí)間，這在實(shí)際上辦不到的。因此，不能用式（1）來(lái)確定其滲透系數(shù)。
1 混凝土試塊快速滲透試驗(yàn)滲透系數(shù)分析
由于混凝土試件存有孔隙，壓水試驗(yàn)只有試件孔隙全部被水填充后才能達(dá)到恒定滲流狀態(tài)，即滲透流量達(dá)到一恒定值。由于混凝土滲透性很微小，混凝土滲透試驗(yàn)達(dá)到恒定流狀態(tài)歷時(shí)非常長(zhǎng)，設(shè)備效率極低，且試驗(yàn)歷時(shí)過(guò)長(zhǎng)，發(fā)生意外試件的概率就越高。因此，這種正規(guī)試驗(yàn)方法必須有裝備良好的試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，且不受時(shí)間的限制時(shí)才能進(jìn)行?？焖偾蟮没炷猎嚰B透系數(shù)，特別是在工地試驗(yàn)室條件下混凝土滲透試驗(yàn)常采用如下簡(jiǎn)易方法：即通過(guò)較短時(shí)間（T）壓水，不等待水將整個(gè)試件完全飽和就將試件劈開，測(cè)得飽和水上升高度Dm，即可求得滲透系數(shù)K.
混凝土試塊如圖1，由底面向上壓水，壓水的水頭為H.設(shè)時(shí)間為t時(shí)，飽和水面上升高度為y，該處水力梯度為J=H/y.依達(dá)西定律水面上升速度為：v=KJ=KH/y，設(shè)時(shí)間增量dt，水面升高dy，混凝土孔隙率為m，則水量增量為：dq=mBdy=Bvdt，或mydy=KHdt.壓水時(shí)間T時(shí)水面上升到Dm，通過(guò)積分，，積分后可求得：
K=mD2m/2TH （2）
混凝土孔隙率應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)求得，或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可取m=0.03這就是混凝土快速滲透試驗(yàn)所常用的公式。這種快速試驗(yàn)不如正規(guī)試驗(yàn)精度高，式（2）在理論上也不夠嚴(yán)密，但經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)，混凝土試件快速試驗(yàn)方法可以滿足工程要求，因而仍被廣泛應(yīng)用。