水资源常见问题

水资源的常见问题

• 堤防上游护坡水泥土厚度如何确定?

  水泥土护坡的典型厚度设计取决于应用的严重程度和施工方法. 水泥土可放置在斜坡邻近的水平升降机(楼梯)或平行于斜坡(电镀)，以保护斜坡. 主成分分析准则的阶梯和电镀施工方法总结如下.
  
  根据施工方法
  
  对于中重度波浪作用或高速横向水流作用下的路堤边坡，应采用阶梯法施工.  确定所需的最小厚度, 设计人员应考虑水泥土的密度和所有可能的荷载条件, 包括但不限于在快速下降过程中可能产生的波浪作用和静水压力.  然后确定厚度，以确保水泥土的重量足以抵抗所有向上的力.  在确定水泥土厚度, 设计师还应考虑到表面材料的磨损或损失，以额外牺牲水泥土量的形式，包括一个安全因素, 特别是当抬升边缘未成形或未压实到高密度或结构暴露在严重的冻融作用下时，会发生什么. 本文以近50年来水泥土护岸工程的表现为基础, 大多数表面磨损和材料损耗都发生在使用的头几年.
  
  对许多项目, 结构分析所要求的厚度小于路堤边坡所要求的厚度, 提升厚度, 和建筑设备.  在大多数项目中，楼梯施工已经由大约8英尺宽的设备完成，放置水泥土升降机8到9英尺(2.4 - 2.7米)宽，6至12英寸(150 - 300毫米)厚.  在斜坡上, 2H:1V ~ 4H:1V, 由此得出的水泥土垂直于斜坡的厚度在2和2之间.5英尺(0.6 - 0.8 m).  (图1). 这种厚度与具有层理设计的典型抛石坝相比是有利的. 如果需要，可以通过放置更窄的宽度来减少整体厚度. 在某些项目, 采用输送带或其他放置方法将提升宽度减少到6英尺. (1.8米或以下.  
  
  电镀施工方法
  
  在3H:1V的斜坡上可以采用电镀法，在不暴露于严重应用的工程上可以采用平涂法.  尽管这种方法已经被用于一些项目，其中的斜坡陡峭到2.5H:1V, 由于难以放置和压实，通常不推荐用于这种陡坡. 坡度较陡，需要使用较轻的压实设备或额外的电缆支撑设备，从顶部工作，以保持振动压路机的稳定性.
  
  类似于楼梯施工的结构要求, 电镀方法所需的厚度通常是在结构分析的基础上确定的，考虑到所有可能的加载条件，并考虑到在所需的结构使用寿命期间表面材料的可能损失.  分析应包括但不限于由于快速压降和波动作用而引起的静水压力上升.
  
  有关水泥土设计及施工方法的详细资料, 参考PCA出版物EB203, 水资源应用的水泥土指南.”

• 在水泥土应用中，团聚体的使用如何影响侵蚀和耐磨性?

  土壤水泥在水资源应用中的侵蚀可以定义为材料在水的运动中逐渐解体.  磨蚀侵蚀可定义为水和水性颗粒作用下的表面磨损.

  对土壤水泥的侵蚀和耐磨性的实验室研究可以追溯到1942年.  最早的测试是在俄克拉荷马州的土木工程系进行的 & M学院(现俄克拉荷马州立大学).  1970年代初在PCA进行了额外的研究，1980年代初在美国和加拿大的三所大学进行了研究.

  在这些研究中，对不同类型土壤的水泥土试样进行了如下实验:

  • ASTM D559(干湿)和ASTM D560(冻融)耐久性试验，

  • 抗压强度测试,

  • 水携带砾石,

  • 劈开海浪，撞击碎片，还有

  • 不同水速度的水射流.

  一般, 这些研究表明，采用粗粒料作为骨料或在细粒土中添加砾石可显著改善水泥土的侵蚀和耐磨性.  此外，还可以通过增加水泥掺量来提高抗冲蚀性.  这些方法提高了水泥土的强度.  与电竞竞猜菠菜外围app下载相似，水泥土的强度随时间的增加而持续增加. 因此，水泥土的强度会随着年龄的增长而不断增加.

  因为在现场应用的大多数土壤水泥混合料中含有很少的粗集料, 在大多数情况下，土壤的抗水侵蚀性由水泥浆体的抗压强度控制. PCA建议，土壤水泥中适当的水泥含量应基于耐久性测试或与耐久性相关的最小7天抗压强度来确定.  取决于暴露条件, 典型的设计要求7天无侧限抗压强度为750 psi (5.2 MPa). 一些机构已经明确规定，应额外增加2%的水泥，以应对与施工相关的变化.

  室内测试结果和现场性能表明，设计合理的水泥土能够承受20英尺/秒(6米/秒)的清水流动，几乎没有损坏.  也, 水泥土具有足够的强度和耐久性, 即使没有空气夹带, 能否抵抗波浪作用造成的长期侵蚀影响, 流动的水和冻融循环，几乎没有变质.

  适用于高流速或水携带磨料水性颗粒, 抗压强度应提高或采用不同材料，如碾压电竞竞猜菠菜外围app下载.  提高水泥土在更严重侵蚀条件下的强度的方法包括改变混合比例, 包括增加水泥含量和/或改变为粗化剂, 更优质的级配骨料. 在粉质砂土中加入20%或以上的砾石组分，可显著提高其强度和抗侵蚀性能.

• 碾压电竞竞猜菠菜外围app下载大坝有哪些不同类型的面板系统?

  碾压电竞竞猜菠菜外围app下载坝采用了多种上下游面系统. 上游面系统由传统电竞竞猜菠菜外围app下载组成, 预制有或没有薄膜衬垫的电竞竞猜菠菜外围app下载, 外涂土工膜和灌浆富集RCC. 下游面向系统也相当多样化, 包括un-faced碾压电竞竞猜菠菜外围app下载, 常规电竞竞猜菠菜外围app下载与碾压电竞竞猜菠菜外围app下载同时浇筑或浇筑后浇筑. 下游表面的暴露表面通常配置为具有连续的斜坡或阶梯表面. 溢流段常采用阶梯式结构，以增加溢洪道水流的消能效益.
  
  尽管为新大坝选择的面板系统的类型是具体地点的，并基于一些标准, 所有成功的碾压电竞竞猜菠菜外围app下载坝面系统都有一个共同的特点，即它们不会阻碍碾压电竞竞猜菠菜外围app下载堆砌率的提高. 在选择碾压电竞竞猜菠菜外围app下载坝面板系统时，应始终考虑这一点. 碾压电竞竞猜菠菜外围app下载坝面板系统的选择还必须考虑设施的预期用途, 操作及性能标准, 当地气候条件, 材料的可用性, 大坝的大小, 主人的偏好, 和公众. 一般的选择标准应该基于包括可构造性在内的许多因素, 水密性, 耐用性, 外观, 和成本. 大坝的上游和下游面的一般选择标准将有所不同，也应该有所不同.
  
  全面了解各种类型的面向系统, 选择贴面系统的一般标准, 特殊场地和结构的考虑, 当前面对系统建设的趋势是PCA的出版 碾压电竞竞猜菠菜外围app下载坝的面板系统 & 溢洪道, EB400.
  

   

• 如何使用泥浆墙来解决堤防渗漏问题?

  自20世纪40年代以来，泥浆防渗墙一直被用作防渗屏障，以限制水的水平流动，并为大坝和大坝所依托的基础提供额外的稳定性..  两种最常见的非结构性泥浆墙是土-膨润土(SB)和水泥浆膨润土(CB). 这两种类型的防渗墙都需要挖沟和放置SB或CB回填物来形成防渗墙. 在SB法中, 开挖时向沟槽中注入膨润土-水泥浆，提供临时的侧壁支撑.  挖到所需的深度后, 土壤的混合物, 将膨润土和水置换到沟槽中.  在CB法中, 水泥被添加到膨润土-水泥浆之前浇注到沟渠.  除了作为稳定液，在开挖过程中保持开沟, 炭黑浆料仍在形成并形成永久的防渗墙.
  
  几十年来, 浆液防渗墙已被用于控制大坝和堤防的渗水. 它还被用作有效的屏障，以减少池塘的渗漏. 在20世纪80年代早期，美国政府还在努力.S. 环境保护署开始批准泥浆防渗墙的废物管理应用，以控制污染地点的地下水流动.  随着人们最近对许多不足和高风险的防洪堤的认识提高, 该技术常被考虑用于堤坝的修复. 几个项目已经在加州萨克拉门托完成.  西萨克拉门托市的网站上列出了一项堤坝稳定方案. http://www.westsacfloodprotection.com/pdfs/CityLightsFloodEdition.pdf 
  
  根据项目需求, 堤坝的稳定可能需要安装防渗墙来控制地下水渗漏和防止管道故障, 在上下游两侧加料，提高稳定性, 和/或提高堤坝以增加容量.
  
  在设计堤防浆墙时，通常考虑的参数是渗透性, 强度和可变形性. 强度通常不是主要因素，大多数项目对CB混合物28天的抗压强度要求低于100 psi(我认为为了保持延性墙体所需的强度仅为50 psi左右).
  
  有关泥浆防渗墙的更多技术信息，建议参考以下出版物:
  
  •泥浆墙:设计, 施工及质量控制, ASTM STP1129, 电子格式可在 http://www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/STP/SOURCE_PAGES/STP1129.htm
  

   

• 如何使用土壤方法对水资源应用的碾压电竞竞猜菠菜外围app下载混合物进行配比?

  随着碾压电竞竞猜菠菜外围app下载(RCC)的普及, 来自不同领域的专业人员正在设计碾压电竞竞猜菠菜外围app下载混合料.  因为碾压电竞竞猜菠菜外围app下载是一种干混合料，像受控颗粒填料一样压实，因为碾压电竞竞猜菠菜外围app下载在养护后表现得像电竞竞猜菠菜外围app下载, 碾压电竞竞猜菠菜外围app下载配合比有土配合比和电竞竞猜菠菜外围app下载配合比两种方法.  一般, 具有岩土工程背景的专业人员倾向于采用土壤方法，熟悉电竞竞猜菠菜外围app下载配合比的专业人员则倾向于采用电竞竞猜菠菜外围app下载方法. 
   
  土壤方法概述如下:
  •骨料的选择;
  •估计试验混合胶凝含量范围;
  •对一种含有中等胶凝量的碾压电竞竞猜菠菜外围app下载混合物进行改进的Proctor测试，并确定最大干密度和最佳含水率;
  • Molding and testing cylindrical specimens; and
  •根据测试结果和项目要求确定胶凝含量.
  
  首先，应该选择一个合适的集合.  因为送到工地的骨料是RCC中最昂贵的配料, 总是建议检查工作地点附近可能的来源和, 如果根据项目规模和场地地质情况进行论证, 应考虑现场开采和加工.  对于大多数项目, 设计者选择符合ASTM C33要求的耐用骨料作为电竞竞猜菠菜外围app下载骨料.  级配良好的骨料可以减少偏析，达到高密度和强度.  
  
  下一步是确定水泥和火山灰的数量(如果使用了火山灰).  在大多数项目中，水泥为I/II型硅酸盐水泥，火山灰为F级或C级粉煤灰.  在土壤方法中, 胶凝材料以骨料干重的百分比表示. 在实验室中进行了一系列使用不同胶凝成分的混合试验.  基于现有集合的经验和知识, 碾压电竞竞猜菠菜外围app下载强度, 耐用性, 和热的需求, 经验丰富的专业人员可以估计试验混合料的胶凝含量范围.   然后，使用一种中等胶凝含量的RCC混合料开发了一种改进的Proctor压实曲线(ASTM D1557).  根据这条曲线，确定了混合料的最佳含水率和最大干密度.
  碾压电竞竞猜菠菜外围app下载在略高于最佳含水率时压实，可获得较高的湿密度.  也为了允许在田间蒸发，设计含水率在0.5 to 1.碾压电竞竞猜菠菜外围app下载配合比设计一般选用最佳含水率以上的0%.
  
  下一个, 混合试制批次，制成一系列不同胶凝含量的试验气瓶.  至少应使用三种胶凝内容:中档和10%至15%以上和以下中档. 对于每种胶凝成分和每种试验龄期，至少应该铸造两个钢瓶.
  有几种方法可以用来制作标本. 这些包括振动锤(ASTM C1435)，改良的Proctor (ASTM D1557)，或气动夯.  一般, 振动锤法是土工配合比中最常用的方法. 所有方法都在下面列出的参考文献中详细讨论.  
  在规定的养护期之后, 模压钢瓶的抗压强度(ASTMC 39)和/或分裂拉伸强度(ASTM C496)测试.  钢瓶也可用于测定固化碾压电竞竞猜菠菜外围app下载的密度.  强度测试根据项目要求在不同的年龄进行.  将试验结果绘制成龄期-强度曲线，并从曲线中选取符合工程要求的胶凝量. 
  
  引用:
  1. 电竞菠菜外围app出版物EB218, 2002, 碾压电竞竞猜菠菜外围app下载溢洪道及超顶防护设计手册, 第七章
  2. Y. K. 崔和J. L. 新郎，“碾压电竞竞猜菠菜外围app下载混合料设计-土壤方法.土木工程学报，2001年1月/ 2月，pp. 71-76
  3. 硅酸盐水泥协会出版物IS541, 碾压电竞竞猜菠菜外围app下载密度:原理和实践.” 2004
  4. 电竞菠菜外围app出版EB215.2000年2月，辊压电竞竞猜菠菜外围app下载质量控制手册，pp. 7-18
  5. 电竞菠菜外围app出版EB225.2003年1月，《小型碾压电竞竞猜菠菜外围app下载坝设计手册》第8章
  

   

• 什么是“反应不良的沙土”?在用于水泥土应用之前如何检测它们?

  在水泥土壤建设, 某些类型的砂土被发现不能成功地用普通数量的硅酸盐水泥处理. 这些类型的土壤将经历较低的抗压强度，然后将根据土壤级配的预期. 虽然黑色或深棕色的土壤是一个很好的指示，潜在的反应不良的沙质土壤, 外表不能作为唯一的指标. 反应不良的砂土, 哪些是典型的酸性和/或有机含量高的, 主要是在美国北部的冰川地区以及东部和东南部沿海地区的孤立地区.  已确定，有机含量和低pH值本身并不构成反应不良的砂的明确标志. 而有机质含量大于2%或pH值小于5的沙质土壤.3一般不会与水泥发生正常反应1. 
  
  必须进行实验室试验来检测这类砂土的存在. 标准ASTM-AASHTO润湿干燥2和, freezing and thawing3 test methods may be used; 然而, 这些测试需要一个多月的时间才能完成.  也可以采用主成分分析法对砂土的“捷径”试验程序, 但这个过程需要7天的抗压强度才能完成.  这些程序是在20世纪50年代发展起来的，并已被广泛使用, 即使在今天, 确定耐久性土壤-水泥中适当的水泥含量. 
  20世纪50年代末，罗宾斯和穆勒发明了一种检测反应不良的砂土的更快的测试方法.. 测试大约需要一个小时，包括确定土壤固定或吸收钙的能力. 高吸收表明水泥可能不能与土壤正常反应. 测定土壤对钙的吸收, 钙离子必须与土壤颗粒接触. 采用标准的饱和无碳酸盐的氢氧化钙溶液作为助剂. 当氢氧化钙标准溶液与预定数量的土壤混合时, 土壤实际吸收的钙的量可以通过滴定溶液中剩余的钙来确定. 这个量的钙, 与标准溶液相比, 提供了直接测量土壤钙吸收能力的方法. 参考文献5给出了测试程序的完整描述.
  
  缓解沙质土壤反应不良问题的方法包括使用氯化钙和其他化学物质来有效地中和这种不良反应,7.  使用小百分比的氯化钙(CaCl2)在0.6 to 1.干土重量为0的比例，或将正常的反应骨料混合到混合物中，也能有效地减少这一问题.  研究还表明，加入氯化钠(NaCl)也可能有效.  
  
  典型的反应不良的沙土位于地表的顶部几英尺处. 这些土壤应该剥离和(1)在工作中使用的应用程序，而不是水泥土, (2)用正常反应的土壤稀释或用上述外加剂处理, 或(3)浪费.   下面的正常反应土可以开挖、堆存和用作水泥土. 
  
  引用:
  1. M. D. 土壤与水泥土的物理关系研究.公路研究委员会论文集，1940年
  2. 压实水泥土混合料干湿试验方法, ASTM Designation: D 559; AASHTO Designation: T 135
  3. 压实水泥土混合料冻融试验方法, ASTM Designation: D 560; AASHTO Designation: T 136
  4. 电竞菠菜外围app出版EB052.070s, 1992，水泥土实验室手册，第6章
  5. E. G. 罗宾斯和P. E. 穆勒, “开发一种识别在水泥土应用中遇到的反应不良的砂土的试验.公路研究委员会，公告267,1960年
  6. M. D. 凯通指出和E. J. 毛毡，《电竞竞猜菠菜外围app下载》.公路研究委员会学报，1943年
  7. T. W. 拉姆,. S. Michael, Za-Chieh Moh，“改良土壤水泥与碱金属化合物。.公路研究委员会，公告241,1960年
  

   

  
  

   

• 如何确定水泥土护坡应用的水泥含量?

  对于早期水泥土上游护坡应用，适当的水泥含量是通过标准干湿(ASTM D 559)和冻融(ASTM D560)耐久性试验确定的. 这两种测试都需要大约一个月的时间来完成，而且往往很昂贵. 根据经验和实验室测试, 研究人员发现，对于水泥含量相同的颗粒土, 冻融试验始终比干湿试验产生更大的减重. 因此, 对粒状土壤, 单凭冻融试验可取得良好的耐久性效果. 
  
  今天, 然而, 大多数水泥含量的确定使用抗压强度作为基本的设计准则. PCA基于1以上的数据建立了7天抗压强度与耐久性之间的关系,700组测试.  平均而言，本研究得出的结论是:
  
  •大约87%的砂土样品的压力达到600psi (4.(14mpa) 7天的抗压强度将通过耐久性测试，并且
  
  •约97%的土壤达到750 psi (5.17 MPa) 7天的抗压强度将通过耐久性测试.
  
  PCA的抗压强度与耐久性关系导致采用了一种只需进行湿度-密度测试的简化配合比设计方法, 筛分分析, 以及七天的抗压强度测试.  这些测试可以在大约一周内完成，成本大大低于耐久性测试. 值得注意的是，主成分分析方法是为水泥土路面基础应用而开发的.  建议根据这些方法确定的水泥含量增加2个百分点，以考虑在水资源应用中通常遇到的更严重的条件. 还应注意的是，这种简便的方法通常适用于细粒含量不超过35%和塑性不高的砂土.  含有35%以上细粒或塑性指数高于8的土壤仍可适用于水泥土的应用, 但这些土的水泥掺量应根据强度和耐久性试验确定.