新疆某水库软弱基础筑坝研究

王继尧

摘 要：本文通过对坝体填筑料的物理力学特性、渗透特性进行研究，对新疆某水库工程筑坝材料料场复查进行相关室内试验检测，为水库软弱基础筑坝研究提供数据支持。

关键词：工程概况 筑坝材料  实验分析

1.工程概况

新疆某水库是一座以灌溉为主兼顾下游灌区防洪的综合性利用水库，总库容654.74万m3，坝高56.65m，控制灌溉面积0万亩，工程等别为Ⅳ等，规模为小（1）型。水库枢纽由浇筑式沥青心墙坝、溢洪道、导流兼冲砂放水洞等建筑物组成。浇筑式沥青混凝土心墙为垂直式，墙体轴线偏向上游，距坝轴线1.5m。心墙厚度为0.5m，在底部做放大脚与基础相连。过渡料位于心墙的两侧，水平宽度均为2m，在坝体两岸底部建在弱风化基岩建基面上，河床部位建在覆盖层上。

2.筑坝材料级配分析与试料制备

2.1筑坝材料级配分析

根据地质资料给出的12组砂砾石料场的颗分结果（见表1）进行分析，细料含量分布在19.0%-40.7%之间，平均为32.2%，坝料总体偏粗，级配变化较大，坝料平均线的不均匀系数较大，Cu=473.5，曲率系数Cc=1.0，级配良好，含泥量分布在2.7%-9.1%之间，平均值为5.7%，有些坝料含泥量稍偏高。

2.2试料制备

粗粒土的試样制备按《土工试验规程》SL237-053-1999方法进行。根据坝料填筑要求，料场试验级配曲线通过对12组料场砂砾料原级配进行分析，得出其上包线、平均线和下包线3条级配曲线。并对3条级配曲线进行超粒径处理，处理后试料颗粒组成见表2。

3.筑坝材料试验结果

3.1相对密度试验结果

本次共进行了三组料（上包线、平均线、下包线）的相对密度试验，其中每组料均进行了两次平行试验。试验采用风干土料，试样筒尺寸为φ300×360mm。最小干密度试验采用固定体积法，试验按《土工试验规程》SL237-054-1999方法进行;最大干密度试验采用振动击实法，以模拟堆石坝现场施工振动碾振动压实，试验采用粗粒料相对密度仪，试样顶部静载14kPa，振动频率为20Hz，振动历时6-8分钟，试料控制干密度按Dr=0.85进行控制。

3.2粗粒土直接剪切试验结果

试验仪器采用粗粒土直剪仪。直剪仪容器的直径为500mm，高为400mm，最大垂直压力为2.0Mpa。根据试验级配及控制干密度称取试料，拌合均匀，分三层装入剪切容器，分别夯实到要求干密度。向水槽中注水至满，使试样饱和。垂直压力等级为0.2、0.4、0.6、0.8 Mpa四级，垂直压力稳定后立刻施加水平剪应力，剪切速度控制在3mm/分钟，使试料在5-8min内剪破。直剪试验成果见表3。

3.3渗透试验

试验设备采用直径30cm垂直渗透仪，按各种坝料控制干密度进行装样，在容器边壁涂一层红粘土防止产生集中渗漏。从底部先使试样饱和并排气，保持水头不变，出水30分后开始记录，按体积法测定渗透流量3次，改变水头后重复上述试验。

4.结论

（1）从坝料级配分析上看，细料含量分布在19.0%-40.7%之间，平均值为32.2%，能够得到较好的密实度，含泥量分布在2.7%-9.1%之间，平均值为5.7%，有些坝料含泥量稍偏高。

（2）新疆某水库料场坝壳料试料上包线经过超径处理后最大干密度为2.22 g/cm3，最小干密度为1.83 g/cm3，相对密度控制在0.85，对应干密度为2.15g/cm3。平均线经过超径处理后最大干密度为2.24 g/cm3，最小干密度为1.85 g/cm3，相对密度控制在0.85，对应干密度为2.17 g/cm3，下包线经过超径处理后最大干密度为2.15 g/cm3，最小干密度为1.75 g/cm3，相对密度控制在0.85，对应干密度为2.08 g/cm3。

（3）通过对坝料直剪试验整理出的抗剪强度试验参数（饱和剪切），上包线抗剪强度最低，摩擦角为38.8度，坝料强度指标较高，能够满足坝体强度要求。

（4）从渗透试验成果可以看出：由于料场坝壳料上包线细料含量较高，且细料中含泥量较大，渗透系数在10-3cm/s数量级，平均线及下包线渗透系数均在10-2cm/s数量级以上，完全满足自由排水要求，坝体碾压过程中可能存在局部排水不良现象。

参考文献：

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