【正文】 ，層底標(biāo)高不穩(wěn)定。 表 3 尾礦砂、尾礦土物理性質(zhì)試驗(yàn)指標(biāo)平均值 物理性質(zhì) 巖土名稱 重 度 γ（ kN/m3） 干重度 γ d（ kN/m3） 含水量 (%) 孔隙比e0 飽和度Sr (%) 液限Wl (%) 塑性指數(shù) Ip 液性指數(shù) Il 16 尾粉細(xì)砂 — — — 尾粉土 — 尾粉質(zhì)粘土 2 尾粘土 0 抗剪強(qiáng)度試驗(yàn) （ 1）直接剪切試驗(yàn) 直接剪切試驗(yàn)包括快剪和固結(jié)快剪，采用儀器為 ZJY2 型等應(yīng)變直剪儀。 表 5 尾礦砂、尾礦土三軸剪切試驗(yàn)指標(biāo) 試驗(yàn)結(jié)果 巖土名稱 不固結(jié)不排水（ UU） 固結(jié)不排水（ CU） 固結(jié)排水（ CD） 粘聚力 C（ kPa） 內(nèi)摩擦角 Ф （ 186。 顆粒分析試驗(yàn) 為確定尾礦砂、尾礦土的顆粒級(jí)配及 分選性，本次勘察對(duì)尾粉細(xì)砂、尾粉土均進(jìn)行了顆粒分析試驗(yàn)，并計(jì)算出其不均勻系數(shù) Cu和曲率系數(shù) Cs。固結(jié)系數(shù)的確定采用時(shí)間平方根法，先期固結(jié)壓力的確定采用圖解法。 表 12 尾粘土十字板剪切試驗(yàn)指標(biāo)平均值 試驗(yàn)次數(shù) 原狀土的不排水抗剪強(qiáng)度 Cu(kPa) 重塑土的不排水抗剪強(qiáng)度 Cu′ (kPa) 靈敏度 St 10 壩體尾礦的動(dòng)力性質(zhì) 動(dòng)三軸試驗(yàn) 動(dòng)三軸試驗(yàn)的目的是測(cè)定尾礦砂、尾礦土的動(dòng)力特性指標(biāo)及其抗液化強(qiáng)度。 ) 尾粉細(xì)砂 10 0~110 110~440 20 0~110 21 110~440 尾粉土 10 0~111 111~444 20 0~111 111~444 尾粉質(zhì)粘土 10 0~114 114~455 20 0~114 114~455 尾粘土 10 0~114 114~456 20 0~114 114~456 表 14 原狀土動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果參數(shù) 巖土名稱 試驗(yàn)指標(biāo) 尾粉細(xì)砂 Φ 39。 固結(jié)比 Kc 有效 側(cè)向壓力σ 39。 共振柱試驗(yàn) 動(dòng)力變形特性試驗(yàn)參數(shù)是動(dòng)力反應(yīng)分析的基本依據(jù)之一，它反應(yīng)了在動(dòng)荷載作用下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的非線性和 粘滯性特征。3 100kPa 200kPa 400kPa 100kPa 200kPa 400kPa 參數(shù) 剪應(yīng)變 動(dòng)剪模量比 G/Gmax(%) 阻尼比 D(%) 24 1 106 100 100 100 2 106 5 106 1 105 3 105 5 105 1 104 3 104 5 104 1 103 表 18 尾粘土的數(shù)值化動(dòng)力變形特性參數(shù) 固結(jié)比 Kc= 圍壓力σ 39。 現(xiàn)場(chǎng) 室內(nèi)土工試驗(yàn) 壩底粉質(zhì)粘土的室內(nèi)土工試驗(yàn)主要包括：基本物理試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、界限含水量試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)、直接剪切試驗(yàn)、三軸不固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)等。 表 21 標(biāo)貫法液化判定成果表 孔號(hào) 編號(hào) 標(biāo)貫深度 （ m） 粘粒含量 ρ （ %） 標(biāo)貫實(shí)測(cè)值 N（擊） 標(biāo)貫臨界值 Ncr（擊） 判 定 結(jié) 果 液化指數(shù) IlE K3 K31 ～ 不液化 K32 ～ 不液化 K33 ～ 不液化 K34 ～ 不液化 K35 ～ 不液化 K36 ～ 不液化 K37 ～ 不液化 K38 ～ 不液化 K39 ～ 不液化 K310 ～ 不液化 K5 K53 ～ 不液化 K54 ～ 不液 化 K55 ～ 不液化 K56 ～ 不液化 K57 ～ 不液化 K10 K101 ～ 液化 K102 ～ 液化 K103 ～ 不液化 K104 ～ 不液化 K105 ～ 不液化 K11 K111 ～ 液化 K112 ～ 不液化 K113 ～ 不液化 備 注： 液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)臨界值可按下式計(jì)算： 28 ? ?? ? ? ? ???? scwscr dddNN ? ? ? ? ? ???? scscr ddNN ? 判別標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)基 準(zhǔn)值 N0取 6。 30 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，綜合判定尾粉細(xì)砂具液化可能性，尾粉土不具液化可能性。放礦量和降水量的多與少，將直接影響壩體地下水水位的變化。根據(jù)室內(nèi)滲透試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)尾粉細(xì)砂，滲透系數(shù) K=～ ， 屬微～弱透水性土；對(duì)尾粉土，滲透系數(shù) K=～ ，屬微～弱透水性土；對(duì)尾粉質(zhì)粘土，滲透系數(shù) K=～ ，屬微透水性土；對(duì)尾粘土 ，滲透系數(shù) K=～，屬微～弱透水性土。 根據(jù)場(chǎng)地巖土工程條件，本次勘察共布置浸潤(rùn)線長(zhǎng)期觀測(cè)孔 6個(gè)，孔號(hào)為 KK K K K1 K13，其中 K1位于五期子壩上， K K K11 位于七期子壩上， K K13位于十期子壩上。 ) 固結(jié)不排水(CU) 粘聚力 C(kPa) 內(nèi)摩擦角 Ф (176。) 2 — — 2 — — 壓縮系數(shù) α 12(MPa1) 9 8 0 6 壓縮模量Es(MPa) 9 3 4 6 38 超重修正擊數(shù)N120(擊 ) 211 4 — — — — 標(biāo)貫實(shí)測(cè)擊數(shù)N39。 重度 本次勘察壩體尾礦砂、尾 礦土重度的平均值及變異系數(shù)與 1992年勘察資料對(duì)40 比如下表。 力學(xué)特征 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 本次勘察壩體尾礦砂、尾礦土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)的平均值及變異系數(shù)與1992 年勘察資料對(duì)比如下表。 總而言之，隨著深度的增加、時(shí)間的增長(zhǎng)，壩體尾礦砂、尾礦土的物理力學(xué)性質(zhì)略有改善。 0? —— 孔壓探頭半徑，取 。 孔隙比 本次勘察壩體尾礦砂、尾礦土孔隙比的平均值及變異系數(shù)與 1992 年勘察資料對(duì)比如下表。(擊 ) 19 0 6 39 標(biāo)貫修正擊數(shù) N(擊 ) 19 0 6 第 7 章 壩體尾礦固結(jié)歷史特征分析 物理特征 含水量 本次勘察壩體尾礦砂、尾礦土含水量的平均值及變異系數(shù)與 1992 年勘察資料對(duì)比如下表。 綜合以上各條分析，本次勘察取得的巖土參數(shù)是可靠的、適用的。 綜合測(cè)試方法 本次勘察對(duì)尾礦砂、尾礦土的抗剪強(qiáng)度測(cè)定采用了多種方法，主要包括直接剪切試驗(yàn)（快剪和固結(jié)快剪）、三軸剪切試驗(yàn)（不固結(jié)不排水、固結(jié)不排水和固結(jié)排水），并與原位測(cè)試（十字板剪切試驗(yàn)）相結(jié)合，試驗(yàn)結(jié)果列表對(duì)比如下。由于本次勘察施工正值枯水期，較豐水期水位有所降低，勘察結(jié)束后測(cè)得各孔地下水水位埋深如下表。 壩體材料的透水性 豐水位時(shí)，垂直滲透大于水平滲透。 壩體地下水水位變化規(guī)律 31 根據(jù)魯中冶金礦業(yè)集團(tuán)公司提供的御駕泉尾礦壩壩體地下水長(zhǎng)期觀測(cè)系統(tǒng)觀測(cè)資料，某觀測(cè)孔地下水水位變化曲線如下圖。 液化指數(shù) IlE可按下式計(jì)算： ?? ???????? ?? ni iic r iilE wdNNI11 靜力觸探試驗(yàn)判別法 根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（ GB500212020），當(dāng)實(shí)測(cè)計(jì)算比貫入阻力 ps或?qū)崪y(cè)計(jì)算錐尖阻力 qc小于液化比貫入阻力臨界值 pscr或液化錐尖阻力臨界值 qccr時(shí)，應(yīng)判別為液化土。 表 20 波速和地脈動(dòng)測(cè)試結(jié)果 抗震設(shè)防烈度及地震分組 按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500112020），本場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為 7度，設(shè)計(jì)地震分組屬第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 ，設(shè)計(jì)特征周期 。 無搖振反應(yīng)，土芯切面稍光滑，干強(qiáng)度中等，韌性中等。動(dòng)力變形特性試驗(yàn)結(jié)果如下表。f0(kPa) 110.3 441.1 111.1 444.5 113.8 455.2 114.0 初始剪應(yīng)力比τ f0/σ 39。 尾粉質(zhì)粘土 Φ 39。動(dòng)強(qiáng)度是土相應(yīng)于某一破壞標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)抗剪強(qiáng)度，本次試驗(yàn)對(duì)壩體材料進(jìn)行了飽和非等向固結(jié)情況的動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)，以 5%軸向應(yīng)變作為破壞標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)采用了一種固結(jié)比：Kc=，兩種固結(jié)壓力： 100kPa、 400kPa，等效振動(dòng)周次取 N=10次、 20 次。 表 10 尾礦砂、尾礦土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)平均值 試驗(yàn)指標(biāo) 巖土名稱 實(shí)測(cè)平均 （擊） 實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn) （擊） 修正平均 （擊） 修正標(biāo)準(zhǔn) （擊） 尾粉細(xì)砂 尾粉土 — — 尾粉質(zhì)粘土 尾粘土 孔壓靜力觸探試驗(yàn) 孔壓靜力觸探試驗(yàn)采用 WSY 型孔壓靜力觸探儀，在測(cè)試錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力的同時(shí)測(cè)量孔隙水壓力，并在預(yù)定深度進(jìn)行孔壓消散試驗(yàn)。滲透試驗(yàn)采用變水頭滲透儀（ 55型滲透儀）。） 粘聚力 C185。) 粘聚力 C(kPa) 內(nèi)摩擦角 ф (186。具中等偏高壓縮性。 尾粉質(zhì)粘土（ Q4ml） 褐～紅褐色，可塑，局部軟塑。顆粒級(jí)配良好，分選性較差，呈次棱角～亞圓狀，主要礦物成分為長(zhǎng)石、石英、角閃石和云母等，局部具微層理，可見粘性土夾層，偶見碎石。為了確定該層土的密實(shí)程度，本次勘察于 4個(gè)鉆孔中共進(jìn)行超重型動(dòng)力觸探試驗(yàn) ，試驗(yàn)結(jié)果如下表。各期子壩主要由來自采礦廠的碎石和尾礦砂、尾礦土組成。 構(gòu)造 本區(qū)位于泰安 — 口鎮(zhèn)、泰安 — 大王莊 — 銅冶店兩條弧形斷裂帶，即“萊蕪弧”12 由北西往南東延伸的斷裂帶之間 ，巖層產(chǎn)狀為平緩傾斜的單斜構(gòu)造。 中部為雜色云母頁巖（見圖片 18）與泥質(zhì)灰?guī)r互層。北部及中部為砂巖及灰?guī)r呈單斜巖層所構(gòu)成的單面山景觀（見圖片 14）。初霜一般在 10月 21日，終霜多在翌年 4月 7日，無霜期平均 196 天，全年日照 小時(shí)，日照率 59%，總年輻射量 /厘米 2。02180。 第 2 章 自然地理與氣候氣象 自然地理 萊蕪市位于山東中部，泰山東麓。 本次勘察共設(shè)置了 6 個(gè)（ K K K K K1 K13）觀測(cè)孔，其中五期子壩上 1個(gè)，七期子壩上 2 個(gè)，十期子壩上 3個(gè)。 本次勘察的靜三軸試驗(yàn)、動(dòng)三軸試驗(yàn)和共振柱試驗(yàn)均委托中國(guó)水利水電科學(xué)研究院巖土所完成。測(cè)試點(diǎn)位在場(chǎng)地中均勻布置，測(cè)定 X、 Y、 Z 三個(gè)方向的地面振動(dòng)周期。 鉆孔注水試驗(yàn)（ IT） 主要用于查明壩體尾礦砂、尾礦土的滲透性，測(cè)定尾礦砂、尾礦土的綜合滲透系數(shù) K 等水文地質(zhì)參數(shù)。試驗(yàn)時(shí)連續(xù)貫入。 本工程共完成鉆探 ，取 Ⅰ 級(jí)土樣 86筒，取 Ⅳ 級(jí)土樣 25件。 勘察點(diǎn)布置 根據(jù)“御駕泉尾礦壩巖土工程勘察委托書”及現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程規(guī)定，結(jié)合場(chǎng)地巖土工程條件，本次巖土工程勘察垂直于壩 軸線布置 3條勘探線，勘探線間距 80～ 140m，勘探點(diǎn)由初期壩向第十期子壩方向按勘探線布置，共布置勘探點(diǎn)18個(gè)，其中鉆孔 13個(gè)，鉆孔間距 10～ 30m，孔壓靜力觸探試驗(yàn)對(duì)比孔 3 個(gè)（距相應(yīng)鉆孔 ），十字板剪切試驗(yàn)孔 2個(gè)（距相應(yīng)鉆孔 ）。曾一度出現(xiàn)過壩體漏礦、灘面塌陷、外排水超標(biāo)、子壩難以堆筑等一系列問題，嚴(yán)重影響壩體的安全和公司的生產(chǎn)。 圖片 1 御駕泉尾礦壩交通位置圖 尾礦壩概況 XX尾礦壩 由 設(shè)計(jì) ， 采用上游法筑壩，設(shè)計(jì)總壩高 94m，總庫容 3590萬 m3，屬大中型庫 （三 級(jí)庫，見本人所加下表） ?，F(xiàn)已堆筑至第十期子壩，標(biāo)高 316m（見圖片 2）。 根據(jù)上述規(guī)范、規(guī)程及有關(guān)文件標(biāo)準(zhǔn)，本次勘察工作的具體任務(wù)如下： 查明碎石、尾礦砂和尾礦土的厚度、性質(zhì)、顆粒組成、密實(shí)程度、堆積規(guī)律及其分布，為穩(wěn)定性分析提供地質(zhì)巖性剖面； 查明尾礦堆積物的密實(shí)程度和沉積規(guī)律，確定尾礦沉積層和碎石堆積層的狀態(tài)和相應(yīng)的物理力學(xué)及工程性質(zhì)，提供穩(wěn)定分析需要的巖性參數(shù)，為尾礦堆積壩繼續(xù)加高的可行性及設(shè)計(jì)提供依據(jù)； 查明地下水的埋藏條件、類型、補(bǔ)排條件和變化規(guī)律，提供尾礦砂、尾礦土的滲透系數(shù) K等水文地 質(zhì)參數(shù)及勘察期間浸潤(rùn)線的位置； 判定尾礦砂、尾礦土在地震作用下的液化可能性； 安裝水平位移、沉降、浸潤(rùn)線觀測(cè)設(shè)備，建立長(zhǎng)期觀測(cè)系統(tǒng)。 本工程野外施工利用 2臺(tái) DPP1003E型汽車鉆機(jī) (見圖片 3)，采用筒狀合金鉆具回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，對(duì) 上部碎石段采用無水干鉆，跟管鉆進(jìn)（見圖片 4），局部碎石段采用沖擊鉆進(jìn)，對(duì)尾礦段采用泥漿護(hù)壁。 本工程于 K K K K