新疆某水庫軟弱基礎筑壩研究

王繼堯

摘 要：本文通過對壩體填筑料的物理力學特性、滲透特性進行研究，對新疆某水庫工程筑壩材料料場復查進行相關室內試驗檢測，為水庫軟弱基礎筑壩研究提供數據支持。

關鍵詞：工程概況 筑壩材料? 實驗分析

1.工程概況

新疆某水庫是一座以灌溉為主兼顧下游灌區防洪的綜合性利用水庫，總庫容654.74萬m3，壩高56.65m，控制灌溉面積0萬畝，工程等別為Ⅳ等，規模為小（1）型。水庫樞紐由澆筑式瀝青心墻壩、溢洪道、導流兼沖砂放水洞等建筑物組成。澆筑式瀝青混凝土心墻為垂直式，墻體軸線偏向上游，距壩軸線1.5m。心墻厚度為0.5m，在底部做放大腳與基礎相連。過渡料位于心墻的兩側，水平寬度均為2m，在壩體兩岸底部建在弱風化基巖建基面上，河床部位建在覆蓋層上。

2.筑壩材料級配分析與試料制備

2.1筑壩材料級配分析

根據地質資料給出的12組砂礫石料場的顆分結果（見表1）進行分析，細料含量分布在19.0%-40.7%之間，平均為32.2%，壩料總體偏粗，級配變化較大，壩料平均線的不均勻系數較大，Cu=473.5，曲率系數Cc=1.0，級配良好，含泥量分布在2.7%-9.1%之間，平均值為5.7%，有些壩料含泥量稍偏高。

2.2試料制備

粗粒土的試樣制備按《土工試驗規程》SL237-053-1999方法進行。根據壩料填筑要求，料場試驗級配曲線通過對12組料場砂礫料原級配進行分析，得出其上包線、平均線和下包線3條級配曲線。并對3條級配曲線進行超粒徑處理，處理后試料顆粒組成見表2。

3.筑壩材料試驗結果

3.1相對密度試驗結果

本次共進行了三組料（上包線、平均線、下包線）的相對密度試驗，其中每組料均進行了兩次平行試驗。試驗采用風干土料，試樣筒尺寸為φ300×360mm。最小干密度試驗采用固定體積法，試驗按《土工試驗規程》SL237-054-1999方法進行;最大干密度試驗采用振動擊實法，以模擬堆石壩現場施工振動碾振動壓實，試驗采用粗粒料相對密度儀，試樣頂部靜載14kPa，振動頻率為20Hz，振動歷時6-8分鐘，試料控制干密度按Dr=0.85進行控制。

3.2粗粒土直接剪切試驗結果

試驗儀器采用粗粒土直剪儀。直剪儀容器的直徑為500mm，高為400mm，最大垂直壓力為2.0Mpa。根據試驗級配及控制干密度稱取試料，拌合均勻，分三層裝入剪切容器，分別夯實到要求干密度。向水槽中注水至滿，使試樣飽和。垂直壓力等級為0.2、0.4、0.6、0.8 Mpa四級，垂直壓力穩定后立刻施加水平剪應力，剪切速度控制在3mm/分鐘，使試料在5-8min內剪破。直剪試驗成果見表3。

3.3滲透試驗

試驗設備采用直徑30cm垂直滲透儀，按各種壩料控制干密度進行裝樣，在容器邊壁涂一層紅粘土防止產生集中滲漏。從底部先使試樣飽和并排氣，保持水頭不變，出水30分后開始記錄，按體積法測定滲透流量3次，改變水頭后重復上述試驗。

4.結論

（1）從壩料級配分析上看，細料含量分布在19.0%-40.7%之間，平均值為32.2%，能夠得到較好的密實度，含泥量分布在2.7%-9.1%之間，平均值為5.7%，有些壩料含泥量稍偏高。

（2）新疆某水庫料場壩殼料試料上包線經過超徑處理后最大干密度為2.22 g/cm3，最小干密度為1.83 g/cm3，相對密度控制在0.85，對應干密度為2.15g/cm3。平均線經過超徑處理后最大干密度為2.24 g/cm3，最小干密度為1.85 g/cm3，相對密度控制在0.85，對應干密度為2.17 g/cm3，下包線經過超徑處理后最大干密度為2.15 g/cm3，最小干密度為1.75 g/cm3，相對密度控制在0.85，對應干密度為2.08 g/cm3。

（3）通過對壩料直剪試驗整理出的抗剪強度試驗參數（飽和剪切），上包線抗剪強度最低，摩擦角為38.8度，壩料強度指標較高，能夠滿足壩體強度要求。

（4）從滲透試驗成果可以看出：由于料場壩殼料上包線細料含量較高，且細料中含泥量較大，滲透系數在10-3cm/s數量級，平均線及下包線滲透系數均在10-2cm/s數量級以上，完全滿足自由排水要求，壩體碾壓過程中可能存在局部排水不良現象。

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