昔格达组粉砂岩作为筑坝土料的工程特性研究.pdf

第33卷第3期
长江科学院院报
Vol33
2016年3
Journal of Yangtze River Scientific Research Institute
Mar.2016
doi:10.11988/ckyb.20140937
2016,33(03):84-88
昔格达组粉砂岩作为筑坝土料的工程恃性研究
左永振,张伟张晓川2,党琛
(1.长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉430010;2禁枝花市水利水电勘测设计院,
四川攀枝花617000:3.攀枝花市西区梅子菁水库管理局,四川攀枝花617000)
摘要:昔格达组地层是分布于四判西部攀枝花及西昌地区的一种特殊的工程性质较差的半成岩,礬西地区是我国
能源富集的地区,也是我国需要重点发展的水电能源地区,开展昔格达组地层研究对当地的基础设施建设有重要的
意义。针对梅子箐水库扩建工程拟采用的昔格达组粉砂岩,采用大尺寸试验设备,进行了物理力学性能试验,探讨其
作为筑坝土料的适宜性问题。试验研究表明:昔格达组粉砂岩具有较好的抗剪强度指标,压缩性中等偏低,渗透性中
等,抗渗透变形特性较好,可以作为筑坝土料。在力学性质上,昔格达组粉砂岩的性质更接近粉砂质土
关键词:昔格达组;粉砂岩;筑坝土料;土工试验;工程性质
中图分类号:TU458.3;TV641.2
文献标志码:A
文章编号:1001-5485(2016)03-0084-05
分析认为含水率指标与土料压实度、黏聚力、内摩擦
工程背景
角、承载比等具有一致的相关性。文丽娜等
(2005年)进行了直剪试验,分析了含水率与黏聚
昔格达组地层广泛分布在四川西部攀枝花、西力、内摩擦角的关系。王维早(2010年)分析了现
昌地区,形成于第四纪早期,主要由浅黄色、肉红色、场碾压机具碾压方式等对压实度的影响。
灰黑色泥岩与浅黄色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩成
在大面积高填方地基填料研究方面,杨碧等
韵律互层组成的一套静水河湖相沉积地层2,主(2010年)认为昔格达组地层具有遇水软化明显的
要以浅黄色黏土层和细砂层互层为主
[3-5」
由于形水理性质。张威等(2011年)进行了直剪试验
成年代较新,没有完成沉积成岩作用,昔格达组地层发现随着含水率的增加,黏土岩抗剪强度明显降低,
在岩性上表现为似土非土、似岩非岩的半成岩特含水率对黏土岩黏聚力及内摩擦角的影响具有明显
性”,工程性质较差。
的停滯性。薛尚铃等](2000年)进行了现场碾压
自1937年常隆庆先生首次涉足昔格达组地试验,确定了合适的碾压方式、碾压遍数、铺土厚度
层2以来,因其固结程度低、结构疏松、强度不稳等参数。
定、易滑等工程性质,吸引了众多专家学者的关注,
在上述研究中,取得了一些优异的成果,但是室
他们对其工程地质性质进行了深入的研究。
内试验的研究对象基本是针对粒径2mm以下的细
在水利水电方面,彭盛恩3研究得出昔格达料,试验手段也局限在细料试验方面,如颗粒分析试
组50%~33%的黏土砾土与50%~67%细砂砾土的验、矿物成分分析、轻型击实试验、细料直剪试验等。
混合土具有较高的抗剪强度和较低的压缩性,可用而昔格达组地层为半成岩状地层,在现场大面积施
作均质土坝的土料。李小泉?(1996年)在粟子坪工过程中,不可能将其土料像试验室内一样进行碾
水电站的研究表明,昔格达土可用作厂房基础持力细过筛,而只能将开挖的昔格达组土料掺拌后直接
层。周云金等(2000年)在进行红格提水工程设填筑碾压,因此有必要采用试样尺寸较大的试验设
计时,分析认为昔格达地层成岩程度低,结构构造备进行室内试验,使试验土料的尺寸尽量与现场试
不均,并具有压缩性较强、遇水软化、脱水崩解等特验匹配,便于室内试验成果能更好的服务工程实际。
点。杜守来等(2014年)研究了昔格达组泥岩的
基于此,本文针对攀西地区梅子等水库扩建工
工程特性,认为该泥岩可作为坝体的防渗土料
程中拟采用的昔格达组粉砂岩,采用最大粒径为
在路基填料研究方面,向贵府等0?(2004年)60mm的土料在室内进行大型击实试验、压缩试验、
收稿日期:2014-11-07;修回日期:2014-12-19
基金项目:家自然科学青年基金项日(51309024);水利部公益性行业科研专项经费项目(201201039)
作者简介:左永振(1980-),男,山东临沂人,工程师,硕土,主要从事粗粒土力学性质研究,(电话)027-82820026(电子信箱) zuoyongzh@163.
第3期
左永振等背格达细粉砂岩作为筑坝土料的工程特性研究
三轴试验、渗透试验等,研究昔格达组地层粉砂岩作布,干密度主要集中在1.40~1.60g/cm3范围内,占
为筑坝土料的适宜性。
70%。原状样的含水率在8.5%~41.9%范围内,主要
集中在15%~25%范围内,平均值为21.3%。
2物理性质研究
2.3开挖料级配
开挖料的级配曲线见图3,可见最大粒径达到
为了解昔格达组地层料场的基本特性,在料场
200mm,按规范?命名,均为粉土质砂。
选择了5个位置进行竖井取样,竖井的最大深度达
ミ100
到6.5m,每个竖井在不同深度采用环刀取原状样6
?子
组,共取原状样30组。
尔吧
同时,在料场采用挖掘机反铲方式取样,具体为
50
开挖料1
开挖料2
剃除表层1m厚的岩层,再进行取样,获得开挖料的
30开挖料3
?20上亠开挖料4
级配。
0u"1d"
0.010.001
试验按《土工试验规程》(SL237-199090进
粒径/mm
图3开挖料级配曲线
2.1原状样级配
Fig 3 Grading curves of excavated materials
原状样颗粒分析成果见图1,士料的最大粒径
需要特别说明,昔格达组粉砂岩为半成岩,颗粒
为20mm,绝大部分粒径在2mm以下,小于
分析中的粒组>1mm的均为强风化粉砂岩团块,稍
0.075mm的细料含量为24.0%~92.0%,平均值为
用力碾压后破碎为<1mm以下的粉细砂
9.0%,与前人的研究基本一致。
由于室内试验仪器限制,室内试验的最大粒径
按规范?命名,29组为粉土质砂或含粗颗粒为60mm,根据规范?采用等量替代法进行缩尺处
的细粒土,1组为黏土,说明料场的均一性较好。
理,得到室内试验级配,见图4。
100
90
亠上包线
如
平均线
→下包线
70
50
场-5料场1-6
30
料场2-2料辆2-3
花
に
30
咪
士0
Iltll L_LLLLLLLLLLLL
0.010.001
H
场5-2料场53
粒径
mm
料场56
0.01
图4开挖料室内试验级配曲线
粒径/mm
Fig4 Test grading curves of excavated material
图1原状样级配曲线成果
Fig 1 Grading curves of undistur