【文章內(nèi)容簡介】 準(zhǔn)》（ GB/T501231999） ,并參考了《上游法尾礦堆積壩工程地質(zhì)勘察規(guī)程》（ YBJ1186）。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（ GB500212020）和本次鉆探結(jié)果，結(jié)合室內(nèi)土工試驗和原位測試結(jié)果，本區(qū)尾礦砂、尾礦土主要有尾粉細(xì)砂、尾 粉土、尾粉質(zhì)粘土和尾粘土，現(xiàn)分述如下。 尾粉細(xì)砂（ Q4ml） 黃褐色，稍密，飽和。顆粒級配良好，分選性較差，呈次棱角～亞圓狀，主要礦物成分為長石、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。具中等壓縮 性。主要分布于初期壩的碎石層底部，厚度不均，層底標(biāo)高不穩(wěn)定。 尾粉土（ Q4ml） 褐～黃褐色，中密，很濕。土質(zhì)不甚均勻，具微層理，局部夾薄層粘性土或粉細(xì)砂。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。具中等壓縮性。主15 要分布于尾粉細(xì)砂層底部，厚度不均，層底標(biāo)高不穩(wěn)定。 尾粉質(zhì)粘土（ Q4ml） 褐～紅褐色，可塑，局部軟塑。土質(zhì)不甚均勻，具微層理，局部夾薄層粉土或粉細(xì)砂。無搖振反應(yīng)，土芯切面稍光滑，干強(qiáng)度中等， 韌性中等。具中等偏高壓縮性。主要分布于尾粉土層底部，厚度不均，層底標(biāo)高不穩(wěn)定。 尾粘土（ Q4ml） 褐～紅褐色，可塑，局部軟塑。土質(zhì)不甚均勻，具微層理，局部夾薄層粉土或粉細(xì)砂。無搖振反應(yīng)，土芯切面光滑，干強(qiáng)度高，韌性高。具中等偏高壓縮性。主要分布于尾粉質(zhì)粘土層底部，混合花崗巖上部，厚度不均，層底標(biāo)高不穩(wěn)定。 現(xiàn)場室內(nèi)土工試驗 物理性質(zhì)試驗 為了減少土樣在取樣、包裝、運輸過程中的擾動，本次勘察施工采用DPP1003E型汽車鉆，利用快速靜力壓入法取土，取土器為上海金歐生產(chǎn)的TB80A 型敞口薄壁取土器，并在現(xiàn)場設(shè)立室內(nèi)土工試驗室，對 80 件土樣進(jìn)行了物理力學(xué)性質(zhì)常規(guī)試驗，其中液限采 用 76g 圓錐液限儀下沉 10mm所對應(yīng)的含水量，塑限采用搓條法，含水量試驗采用烘干法，重度試驗采用環(huán)刀法。試驗結(jié)果如下表。 表 3 尾礦砂、尾礦土物理性質(zhì)試驗指標(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 （ 1）直接剪切試驗 直接剪切試驗包括快剪和固結(jié)快剪，采用儀器為 ZJY2 型等應(yīng)變直剪儀。土樣直徑 ，高 20mm。 試驗結(jié)果如下表。 表 4 尾礦砂、尾礦土直接剪切試驗指標(biāo)平均值 試驗方法 巖土名稱 快剪（ q） 固結(jié)快剪（ cq） 粘聚力 C(kPa) 內(nèi)摩擦角 ф (186。) 粘聚力 C(kPa) 內(nèi)摩擦角 ф (186。) 尾粉細(xì)砂 尾粉土 尾粉質(zhì)粘土 尾粘土 （ 2）三軸剪切試驗 三軸剪切試驗包括不固結(jié)不排水剪（ UU）、固結(jié)不排水剪（ CU）和固結(jié)排水剪（ CD），采用的儀器為英國 ELE公司生產(chǎn)的應(yīng)變控制式三軸儀。該項工作委托中國水利水電科學(xué)研究院巖土所完成。根據(jù)試驗報告，試驗結(jié)果如下。 表 5 尾礦砂、尾礦土三軸剪切試驗指標(biāo) 試驗結(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。） 粘聚力 C（ kPa） 內(nèi)摩擦角 Ф （ 186。） 粘聚力 C185。（ kPa） 內(nèi)摩擦角 Ф （ 186。） 粘聚力 C185。（ kPa） 內(nèi)摩擦角 Ф （ 186。） 17 尾粉細(xì)砂 55.5 28.7 32.6 15.0 36.1 13.4 36.1 尾粉土 35.2 28.3 33.7 25.7 34.9 尾粉質(zhì)粘土 42.7 25.7 18.7 18.0 26.6 — — 尾粘土 55.2 38.7 17.3 15.9 26.0 — — 根據(jù)三軸固結(jié)排水剪切試驗結(jié)果，代表應(yīng)力－應(yīng)變的鄧肯－張模型參數(shù)如下表。 表 6 三軸固結(jié)排水剪切試驗（ CD）鄧肯－張模型參數(shù) 參數(shù) 巖土 k n kb m Rf G F D 尾粉細(xì)砂 160 0 55 9 1 7 6 尾粉土 164 3 132 5 4 6 9 詳見《御駕泉尾礦壩壩體原狀土靜三軸試驗報告》（附件 1）。 顆粒分析試驗 為確定尾礦砂、尾礦土的顆粒級配及 分選性，本次勘察對尾粉細(xì)砂、尾粉土均進(jìn)行了顆粒分析試驗，并計算出其不均勻系數(shù) Cu和曲率系數(shù) Cs。 對粒徑大于 的土采用篩析法，對粒徑小于 。試驗結(jié)果如下表。 表 7 尾粉細(xì)砂、尾粉土顆粒分析試驗指標(biāo)平均值 試指驗標(biāo) 巖土名稱 顆 粒 組 成 （ %） 不均勻系數(shù) Cu 曲率系數(shù) Cs ~ ~ ~ ~ 尾粉細(xì)砂 18 尾粉土 滲透試驗 為了解壩體尾礦砂、尾礦土的透水性，為尾礦壩的滲流分析提供參數(shù)，本次勘察對部分尾礦砂、尾礦土試樣進(jìn)行了室內(nèi)滲透試驗。滲透試驗采用變水頭滲透儀（ 55型滲透儀）。試驗結(jié)果如下表。 表 8 尾礦砂、尾礦土滲透系數(shù)平均值 試驗指標(biāo) 巖土名稱 滲透系數(shù) Kv(cm/s) 尾粉細(xì)砂 105 尾粉土 105 尾粉質(zhì)粘土 107 尾 粘土 108 固結(jié)試驗 本次勘察對尾礦砂、尾礦土的 Ⅰ 級土樣進(jìn)行了中壓（最大壓力 800kPa）和高壓固結(jié)（最大壓力 3200kPa）試驗。固結(jié)試驗采用標(biāo)準(zhǔn)法，儀器為 WG1B型三聯(lián)中壓固結(jié)儀和 SGG10型三聯(lián)高壓固結(jié)儀。固結(jié)系數(shù)的確定采用時間平方根法，先期固結(jié)壓力的確定采用圖解法。試驗結(jié)果如下表。 表 9 尾礦砂、尾礦土固結(jié)試驗指標(biāo)平均值 試驗結(jié)果 巖土名稱 壓縮系數(shù)α 12 (MPa1) 壓縮模量Es (MPa) 先期固結(jié)壓力Pc(kPa) 超固結(jié)比OCR 固結(jié)系數(shù) Cv(103cm2/s) 200kPa 400kPa 尾粉細(xì)砂 280 19 尾粉土 376 尾粉質(zhì)粘土 394 尾粘土 340 原位測試 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗采用自動脫鉤法，貫入器打入 15cm后，開始記錄每 10cm擊數(shù)，累積打入 30cm的錘擊數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗錘擊數(shù)。尾礦砂、尾礦 土的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗結(jié)果如下表。 表 10 尾礦砂、尾礦土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗錘擊數(shù)平均值 試驗指標(biāo) 巖土名稱 實測平均 （擊） 實測標(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 孔壓靜力觸探試驗采用 WSY 型孔壓靜力觸探儀，在測試錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力的同時測量孔隙水壓力，并在預(yù)定深度進(jìn)行孔壓消散試驗。試驗結(jié)果如下表。 表 11 尾礦砂、尾礦土孔壓靜力觸探試驗指標(biāo)平均值 試驗指標(biāo) 巖土名稱 錐尖阻力qc(MPa) 側(cè)壁摩阻力fs(MPa) 比貫入阻力ps(MPa) 最大孔隙水壓力Umax(MPa) 尾粉細(xì)砂 尾粉土 — 尾粉質(zhì)粘土 尾粘土 — 十字板剪切試驗 十字板剪切試驗采用 WSK 型貫入式電測十字板剪力儀，測定飽和尾粘土的不20 排水抗剪強(qiáng)度，包括原狀 土的不排水抗剪強(qiáng)度和重塑土的不排水抗剪強(qiáng)度，并測求靈敏度。試驗結(jié)果如下表。 表 12 尾粘土十字板剪切試驗指標(biāo)平均值 試驗次數(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 壩體尾礦的動力性質(zhì) 動三軸試驗 動三軸試驗的目的是測定尾礦砂、尾礦土的動力特性指標(biāo)及其抗液化強(qiáng)度。壩體材料在飽和固結(jié)不排水狀態(tài)下，地震作用會導(dǎo)致它們的抗剪強(qiáng)度降低，在等效振動一次時，其地震總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度與初始應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。本次勘 察壩體材料的動強(qiáng)度試驗委托中國水利水電科學(xué)研究院巖土所完成。試驗儀器為日本S3D 中型液壓振動三軸儀，試樣尺寸采用 Ф 50 100mm。動強(qiáng)度是土相應(yīng)于某一破壞標(biāo)準(zhǔn)的動抗剪強(qiáng)度，本次試驗對壩體材料進(jìn)行了飽和非等向固結(jié)情況的動強(qiáng)度試驗，以 5%軸向應(yīng)變作為破壞標(biāo)準(zhǔn)，動強(qiáng)度試驗采用了一種固結(jié)比：Kc=，兩種固結(jié)壓力： 100kPa、 400kPa，等效振動周次取 N=10次、 20 次。 試驗結(jié)果如下表。 表 13 原狀土地震總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度參數(shù) 參數(shù) 巖土名稱 等效振次N（次） 初始有效法向應(yīng)力σ 39。fo(kPa) 地震 總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度粘聚力 Cd (kPa) 地震總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度內(nèi)摩擦角Φ d(186。 ) 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 原狀土動強(qiáng)度試驗結(jié)果參數(shù) 巖土名稱 試驗指標(biāo) 尾粉細(xì)砂 Φ 39。=186。 尾粉土 Φ 39。=186。 尾粉質(zhì)粘土 Φ 39。=186。 尾粘土 Φ 39。=186。 固結(jié)比 Kc 有效 側(cè)向壓力σ 39。3(kPa) 100 400 100 400 100 400 100 400 平均有效主應(yīng)力σ 39。0(kPa) 125 500 125 500 125 500 125 500 45186。 剪切面上的初始剪應(yīng)力τ 0(kPa) 25 100 25 100 25 100 25 100 初始剪應(yīng)力τ f0(kPa) 初始有效法向應(yīng)力σ 39。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。f0 等效振次Nf=10 動剪應(yīng)力比 ? τ/σ 39。0 動力抗剪強(qiáng)度 ?τ f(kPa) 125.2 149.8 107.3 22 地震總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度τ fs(kPa) 206 233 196.7 等效振次Nf=20 動剪應(yīng)力比 ? τ/σ 39。0 動力抗剪強(qiáng)度 ?τ f(kPa) 121.2 137.3 107.3 地震總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度τ fs(kPa) 202 220.5 196.7 詳見《御駕泉尾礦壩壩體原狀土動力特性試驗報告》（附件 2）。 共振柱試驗 動力變形特性試驗參數(shù)是動力反應(yīng)分析的基本依據(jù)之一，它反應(yīng)了在動荷載作用下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的非線性和 粘滯性特征。本次勘察壩體材料的動力變形特性試驗委托中國水利水電科學(xué)研究院巖土所完成。動力變形特性試驗的儀器為 DTC158 型共振柱儀，采用的試樣尺寸為Ф 50 100mm，最大側(cè)向壓力為，最大垂直荷重為 5kN，可測試的動剪應(yīng)變幅范圍為 106～ 103。本次試驗壩體材料的有效圍壓力均采用 100kPa、 200kPa、 400kPa，固結(jié)比 Kc采用 。動力變形特性試驗結(jié)果如下表。 表 15 尾粉細(xì)砂的數(shù)值化動力變形特性參數(shù) 固結(jié)比 Kc= 圍壓力σ 39。3 100kPa 200kPa 400kPa 100kPa 200kPa 400kPa 參數(shù) 剪應(yīng)變 動剪模量比 G/Gmax(%) 阻尼比 D(%) 1 106 100 100 100 2 106 5 106 1 105 3 105 5 105 23