冰蹟坡积砾石土击实特性分析

李 忠 洪

(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650051)

·水利工程·

冰蹟坡积砾石土击实特性分析

李 忠 洪

(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650051)

土石坝心墙，击实试验，冰蹟坡积土

0 引言

随着水电工程建设规模的加大，电站坝高也不断增加。在坝型选择中，当坝基等地质条件较差，而当地又有充足的天然建筑材料时土石坝成为首选。此种情况下，该坝型有利于发挥就地取材和就近取材的优势，高土石坝多选择砾石土作为心墙防渗土料。

1 天然土料性质概述

拟建某水电站坝址枢纽区山高坡陡，两岸多冰蹟坡积物。拟用土石坝心墙填筑，料场地形完整性较差，冲沟较发育，切割较深，沟两侧边坡陡峻。料场内分布的地层岩性主要为第四系坡积层(Qdl)、冰水堆积层(Qfgl)和二叠系下统吉东龙组第二段第二层(P1j2-2)、第三段(P1j3)及二叠系上统沙木组下段(P2sh1)。

料场共取扰动样19组，颗粒分析显示：土料以粘土质(角)砾(GC)、含细粒土(角)砾(GF)为主，分别占总样数量的42.1%和36.8%，其次为碎石混合土(SICb)共4组，占总样数的21.1%。

全料场19组样品平均级配为：粒径200mm～2mm的角砾占总土质量的66.0%(其中，粒径大于60mm的碎石占总土质量的11.1%)，砂粒(粒径在2mm～0.075mm之间)占总土质量的18.7%，粉粒(粒径在0.075mm～0.005mm之间)占总土质量的8.0%，粘粒(粒径小于0.005mm)的占总土质量的7.3%。由于碎石含量平均仅占总土质量的11.1%，故土料整体上属粘土质(角)砾(GC)。

料场19组土样界限含水量试验显示：液限平均为24.2%、塑限平均为11.8%，塑性指数平均为12.4，细料属低液限粘土。料场总体颗粒级配统计结果见表1。

表1 料场天然土料颗粒级配统计表

2 击实试验土料

2.1 击实土料级配

按规范规定，一般采用剔除法、替代法或相似级配法处理击实试验土料，以满足室内试验要求。经过处理后的土料和原始土料相比，其级配是会发生变化：要么造成细料偏多，或者使粗料含量增大。本次击实试验用土，采用粒径小于20 mm的土样，击实功能为592.2 kJ/m3，击实土料级配见表2。

2.2 击实土料特性分析

对比天然土料和击实土料级配曲线可知，击实土细料增多，但颗分级配曲线是圆滑、连续的，没有缺少中间粒径或者集中于某一粒径的情况。

从表1，表2天然和击实土料级配数据可见，击实土粗粒(粒径大于5 mm)含量较天然土料少17.2%(天然土料为55.4%、击实土料为38.2%)；而细料含量则较天然土料多17.2%(天然土料为44.6%、击实土料为61.8%)。可见，经过处理后的击实土料较天然土料增大了细料含量，降低了粗粒含量。研究粗粒含量的变化对击实试验成果所带来的影响，并研究该种影响的规律性，对击实试验配料有一定指导意义。

表2 击实土料级配表

3 击实试验成果分析

3.1 击实成果

按照规范要求，在592.2 kJ/m3击实功情况下，该坡积层19组土料具体击实成果见表3。

表3 击实试验成果表

3.2 击实成果分析

根据对本批次坡冰蹟粘性粗粒土击实试验成果，经舍掉几个异常击实点后，最大干密度与P5关系拟合曲线见图1。

瀑布沟大坝曾对砾石土做了不同含砾量的击实试验，其成果见表4。

表4 瀑布沟坝砾石土不同含砾量击实试验成果

4 结语

由于受室内击实试验条件的限制，天然土料室内击实试验需要经过配料处理，这种处理改变了天然土料的级配曲线。其中，砾石含量P5对土料的击实性能影响显著，根据前人的研究，P5含量多少对击实性能影响有一定规律性。因此，根据料场土料不同P5含量击实试验，确定影响该种土料击实性能的P5特征值对土石坝工程碾压设计有实际指导意义。通过本次某水电站冰蹟坡积土料击实试验，得出以下结论：

1)某电站冰蹟坡积土料P5含量—击实试验最大干密度拟合曲线近似呈抛物线关系。随着砾石P5含量增加，土料击实最大干密度呈现：P5增加→ρd击实快速增加→ρd击实缓慢增加→ρd击实降低的过程，这也印证了前人的研究成果。

4)因该料场击实试验样本较少，共19组，虽反映出了一定的击实规律性，但还不能完全反映砾石含量P5对该料场土料击实性能的影响，在以后的工作中还应继续总结，作进一步的研究。

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On compaction features of ice slope gravel soil

LI Zhong-hong

(KunmingSurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,ChinaPowerConstruction,Kunming650051,China)

earth-rock dam core wall, compaction test, ice slope

1009-6825(2014)34-0222-03

2014-09-29

李忠洪(1982- )，男，硕士，工程师

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