段营水库初设地勘报告(2010.08) - 图文(5)

湖北省枣阳市段营水库除险加固工程 初步设计阶段

5.2.1 坝体填筑土的物质组成及物理力学性质

段营水库大坝为均质土坝，为了查清坝体填筑土的颗粒组成、物理力学性质及其透水性，本阶段在坝上钻孔5个、开挖探坑2个，取原状土样6组，扰动土样1组，进行室内颗粒分析、土体物理力学与击实等试验。

在对该水库大坝所取的原状土样试验数据的统计中，其物理指标取平均值，力学指标按下列公式进行修正：

?1.7044.678??1????2nn??????

其中抗剪强度指标和压缩模量取“－”号，压缩系数取“＋”号，异常值是按离差大于3倍标准差的原则来剔除。

勘察表明：大坝坝体填筑土为粉质粘土，黄褐色，呈可塑状态，表层含少量植物根系，其颗粒组成见表5-1。

表5-1 大坝坝体填筑土料颗粒分析试验成果表

试样 编号 ZK1-1 ZK2-2 ZK5-2 取土 深度（m） 3.00-3.20 6.00-6.20 6.00-6.20 2-0.5 颗粒直径(mm) 0.075- 0.5-0.25 0.25-0.075 0.005 10.3 67.5 8.0 7.8 70.4 66.7 ＜0.005 22.2 21.6 25.5 由表5-1可知：坝体填筑土料中砂粒的平均含量为8.7%；粉粒的

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平均含量为68.2%；粘粒的平均含量为23.1%。

坝体填筑土的主要物理力学指标统计值为：含水率 ? = 23.5%~25.5%，天然重度γ =19.0~19.5kN/m3，液限?L = 33.5%~35.9%，塑限?P =18.8%~20.8%，孔隙比e = 0.694~0.767，压缩系数aV1-2 = 0.23~0.29MPa-1，压缩模量Es1-2 = 6.0~7.6MPa，抗剪强度指标为35.2~41.0kPa、?cq=15.1o~16.0o，详见表5-2。

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ccq= 湖北省枣阳市段营水库除险加固工程 初步设计阶段

表5-2 段营水库大坝坝体填筑土物理力学性质指标统计表

含水统计 指标 率 ω % 样本数 最小值 最大值 平均值 标准差 变异 系数 建议值 6 23.5 25.5 24.8 0.75 0.03 24.8 湿重度 γ kN/m3 干重度 γd kN/m3 比重 Gs － 6 孔隙比 e － 6 孔隙率 n % 6 41.0 43.4 41.9 0.64 饱和度 Sr % 6 91 96 94 2.05 液限 塑限 ωL % 6 33.5 35.9 35.1 0.90 ωP % 6 塑性液性压缩 压缩粘聚内摩系数 模量 aV1-2 ES1-2 力 ccq kPa 6 擦角 φcq 度 6 指数 指数 IP － 6 IL － 6 0.29 0.33 0.32 0.02 0.05 0.32 MPa-1 MPa 6 0.23 0.29 0.25 0.03 6 6.0 7.6 7.0 6 19.0 19.5 19.4 0.19 0.01 19.4 6 15.1 15.8 15.5 0.23 0.015 15.5 2.73 0.694 2.73 0.767 2.73 0.721 0 0 0.02 0.034 18.8 14.7 20.8 15.7 20.0 15.1 0.66 0.42 35.2 15.1 41.0 16.0 39.1 15.6 0.66 2.17 0.37 0.015 0.022 0.026 0.03 0.03 41.9 94 35.1 20.0 15.1 0.105 0.09 0.07 0.02 0.27 6.5 37.3 15.3 2.73 0.721 － 23 －

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5.2.2 坝体填筑土的透水性

（1）坝体填筑土的渗透性

为了研究坝体填筑土的透水性，在钻孔中做了现场注水试验，其试验结果见表5-3。

表5-3 段营水库大坝坝身注水试验成果统计表 部位 钻孔编号 试验段高程(m) 段长(m) 渗透系数(cm/s) ZK1 ZK2 坝顶 ZK3 ZK5 ZK6 101.30-98.20 102.30-97.80 97.80-93.50 101.20-93.70 101.30-94.00 101.20-98.00 3.10 4.50 4.30 7.50 7.50 3.20 5.23×10-4 6.10×10-4 3.96×10-4 5.96×10-4 6.12×10-4 7.14×10-4 5.75×10-4 平均值(cm/s) 从表5-3中可看出，大坝填筑土的渗透系数为3.96×10-4~7.14×10-4cm/s，具中等透水性，其平均值为5.75×10-4cm/s，大于10-4 cm/s，不满足规范要求。

大坝坝体填筑土的渗透系数建议值：k=5.75×10-4cm/s。 （2）坝体填筑土的渗透性

段营水库大坝坝体填筑土为粉质粘土其渗透变形的型式为流土，流土的临界水力坡度按下列公式计算：

Jcr?(Gs?1)(1?n)

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大坝坝体填筑土的临界水力坡度为1.005，取安全系数为1.5，其允许水力坡度建议值为：[J] = 0.67。

5.2.3 坝体填筑土的物理力学指标建议值

根据室内、外试验成果，坝体填筑土料的物理力学性质指标建议值为：含水率?=24.8%，天然重度γ=19.4kN/m3，液限?L=35.1%，塑限?P=20.0%，孔隙比e=0.721，压缩系数aV1-2=0.27MPa-1，压缩模量Es1-2=6.5MPa，抗剪强度指标为ccq=37.3kPa、?cq=15.3o，c′= 33.6kPa、?′=16.8o，渗透系数k=5.75×10-4cm/s，允许水力坡度 [J]= 0.67。

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