【正文】 小于 4h。 7 波速測(cè)試 主要用于測(cè)定場(chǎng)地土的縱波速 Vp、 橫波速 Vs， 計(jì)算場(chǎng)地土的等效剪切波速 Vse、動(dòng)剪切模量 Gd、 動(dòng)彈性模量 Ed及動(dòng)泊松比 μ d等，劃分建筑場(chǎng)地類(lèi)別，提供用于抗震設(shè)計(jì)的地基土的動(dòng)力參數(shù)。 本工程于 K K K13鉆孔中共進(jìn)行波速測(cè)試 45點(diǎn)次。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。 本工程于 K K K11鉆孔附近共進(jìn)行地脈動(dòng)測(cè)試 3點(diǎn)次。 按鄧肯 — 張應(yīng)力應(yīng)變非線(xiàn)性彈性模型，進(jìn)行三軸固結(jié)排水剪試驗(yàn)時(shí)，提供彈性模量 E 和泊松比μ。對(duì)進(jìn)行動(dòng)三軸和共振柱試驗(yàn)的土樣，主要測(cè)定等效8 振動(dòng)周次下潛在破壞面上的地震總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度與初始有效法向應(yīng)力的關(guān)系，初始應(yīng)力條件下軸向總應(yīng)變與振次關(guān)系，最大動(dòng)剪模量與平均有效主應(yīng)力的關(guān)系、動(dòng)剪模量與動(dòng)剪應(yīng)變幅的關(guān)系以及阻尼比與動(dòng)剪應(yīng)變幅的關(guān)系等。 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。本工程共計(jì)完成粘粒分析試驗(yàn) 25 組。為盡量減少試樣在運(yùn)輸過(guò)程中的擾動(dòng)影響，本次勘察過(guò)程中在現(xiàn)場(chǎng)設(shè) 立了土工試驗(yàn)室（見(jiàn)圖片 12），完成土的常規(guī)物理力學(xué)項(xiàng)目的試驗(yàn)。 1長(zhǎng)期觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置 主要包括浸潤(rùn)線(xiàn)觀測(cè)系統(tǒng)和位移與變形觀測(cè)系統(tǒng)。 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)。 位移與變形觀測(cè)系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)壩體的變形情況，從而掌握壩的使用狀態(tài)。該項(xiàng)工作委托魯中冶金礦業(yè)集團(tuán)公司技術(shù)處完成。 野外施工自 2020 年 3 月 28 日開(kāi)始，至 2020 年 5月 5日結(jié) 束 。 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。轄萊城、鋼城 2 區(qū)，面積 2239 平方公里，人口 121萬(wàn)人。19180。58180。02180。33180。場(chǎng)地位于萊蕪市張家洼鎮(zhèn)，交通10 便利。春季干旱多風(fēng)，夏季高溫多雨，秋季天高氣爽，冬季干冷少雪。初霜一般在 10月 21日，終霜多在翌年 4月 7日，無(wú)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。風(fēng)向主要為東北 ~西南，風(fēng)速年平均 米 /秒，七月份最大，為 /秒，九、十月份最小，為 /秒，瞬時(shí)最大為 40米 /秒，出現(xiàn)于 1978 年 6月 30 日。 第 3 章 地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造 地形地貌 XX 尾礦壩位于山東省萊蕪市張家洼鎮(zhèn)御駕泉村村北，御駕泉尾礦庫(kù)三面環(huán)山，其東側(cè)為鳳凰山，南側(cè)為秦皇寨山，北側(cè)為禿尼子山，海拔 250～ 450m，相對(duì)標(biāo)高 200m， 屬低山丘陵區(qū)， 壩址區(qū)地層主要由泰 山群變質(zhì)巖系和寒武系地層構(gòu)成。中部為易風(fēng)化破碎的頁(yè)巖所組成并零散分布的松散堆積物，沿巖層走向發(fā)育一條主干溝谷。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(jiàn)圖片 14）。 11 總的來(lái)說(shuō)，本區(qū)屬新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)緩慢上升地區(qū)。 ～ 15176。壩址區(qū)從老到新主要 地層如下： 泰山群變質(zhì)巖系 Art:混合花崗巖（見(jiàn)圖片 16）。 中部為雜色云母頁(yè)巖（見(jiàn)圖片 18）與泥質(zhì)灰?guī)r互層。 寒武系下統(tǒng)毛莊組 € 2MZ:暗紫色砂質(zhì)云 母頁(yè)巖為主，中間夾二層中厚層鮞狀灰?guī)r，厚度 65m。 寒武系中統(tǒng)張夏組一段 € 2Z1:厚層含海綠石 鮞狀灰?guī)r夾黃綠色頁(yè)巖，厚度40m。 寒武系中統(tǒng)張夏組三段 € 2Z3: 數(shù)層中厚層灰?guī)r夾黃綠色頁(yè)巖，厚度 32m。 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。經(jīng)歷多次活動(dòng)，扭動(dòng)方向也比較復(fù)雜，同一條斷裂有不同方向的扭動(dòng)，而且兩條斷裂的活動(dòng)方向也不盡相同。第四紀(jì)以來(lái)仍有活動(dòng)。 本區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單以斷裂為主，斷裂主要受萊蕪弧形壓扭性斷裂的控制，均屬俯沖斷層，規(guī)模均較小，為非全新活 動(dòng)斷層。各期子壩主要由來(lái)自采礦廠的碎石和尾礦砂、尾礦土組成。放礦初期，由于放礦壓力、放礦量和放礦坡度均較大，礦 液在沿坡面向前流動(dòng)過(guò)程中，尾礦逐漸沉積下來(lái)，在水平方向上隨著流程的增大尾礦顆粒逐漸由粗變細(xì)，一般靠近初期壩的沉積物以粗顆粒為主，主要是尾粉細(xì)砂，然后逐漸向庫(kù)區(qū)漸變?yōu)榧?xì)粒的尾粉土、尾粉質(zhì)粘土和尾粘土。 總之，尾礦的沉積規(guī)律可以歸納為：水平方 向上隨著距放礦位置的由近及遠(yuǎn)以及垂直方向上隨著深度的增加，尾礦由顆粒較粗的尾粉細(xì)砂漸變?yōu)榧?xì)顆粒的尾粉土和尾粘土。 壩體碎石的物理力學(xué)性質(zhì) XX尾礦壩初期壩為碎石堆積壩，碎石來(lái)源于采礦廠的廢石，母巖成分為閃長(zhǎng)巖、蝕變閃長(zhǎng)巖、蝕變閃長(zhǎng)玢巖、矽卡巖及少量紅板巖。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。為了確定該層土的天然 坡角，于有代表性的地點(diǎn)進(jìn)行14 現(xiàn)場(chǎng)天然坡角測(cè)量 6 次，結(jié)果如下表。） 34.0 38.0 36.0 35.0 39.0 根據(jù)上表結(jié)果，建議碎石層的重度 γ取 ，粘聚力 C取 ，內(nèi)摩擦角Φ取 。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(yàn)和原位測(cè)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。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(jiàn)粘性土夾層，偶見(jiàn)碎石。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。土質(zhì)不甚均勻，具微層理，局部夾薄層粘性土或粉細(xì)砂。具中等壓縮性。 尾粉質(zhì)粘土（ Q4ml） 褐～紅褐色，可塑，局部軟塑。無(wú)搖振反應(yīng)，土芯切面稍光滑，干強(qiáng)度中等， 韌性中等。主要分布于尾粉土層底部，厚度不均，層底標(biāo)高不穩(wěn)定。土質(zhì)不甚均勻，具微層理，局部夾薄層粉土或粉細(xì)砂。具中等偏高壓縮性。 現(xiàn)場(chǎng)室內(nèi)土工試驗(yàn) 物理性質(zhì)試驗(yàn) 為了減少土樣在取樣、包裝、運(yùn)輸過(guò)程中的擾動(dòng)，本次勘察施工采用DPP1003E型汽車(chē)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(chǎng)設(shè)立室內(nèi)土工試驗(yàn)室，對(duì) 80 件土樣進(jìn)行了物理力學(xué)性質(zhì)常規(guī)試驗(yàn)，其中液限采 用 76g 圓錐液限儀下沉 10mm所對(duì)應(yīng)的含水量，塑限采用搓條法，含水量試驗(yàn)采用烘干法，重度試驗(yàn)采用環(huán)刀法。 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(chēng) 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。 試驗(yàn)結(jié)果如下表。) 粘聚力 C(kPa) 內(nèi)摩擦角 ф (186。該項(xiàng)工作委托中國(guó)水利水電科學(xué)研究院巖土所完成。 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(chēng) 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 C185。） 粘聚力 C185。） 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(yàn)結(jié)果，代表應(yīng)力－應(yīng)變的鄧肯－張模型參數(shù)如下表。 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。試驗(yàn)結(jié)果如下表。滲透試驗(yàn)采用變水頭滲透儀（ 55型滲透儀）。 表 8 尾礦砂、尾礦土滲透系數(shù)平均值 試驗(yàn)指標(biāo) 巖土名稱(chēng) 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(yàn) 本次勘察對(duì)尾礦砂、尾礦土的 Ⅰ 級(jí)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(yàn)。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 9 尾礦砂、尾礦土固結(jié)試驗(yàn)指標(biāo)平均值 試驗(yàn)結(jié)果 巖土名稱(chēng) 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(cè)試 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)采用自動(dòng)脫鉤法，貫入器打入 15cm后，開(kāi)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(yàn)錘擊數(shù)。 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(chēng) 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)。 表 11 尾礦砂、尾礦土孔壓靜力觸探試驗(yàn)指標(biāo)平均值 試驗(yàn)指標(biāo) 巖土名稱(chēng) 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(yàn) 十字板剪切試驗(yàn)采用 WSK 型貫入式電測(cè)十字板剪力儀，測(cè)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(cè)求靈敏度。 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。本次勘 察壩體材料的動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)委托中國(guó)水利水電科學(xué)研究院巖土所完成。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 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(chēng) 等效振次N（次） 初始有效法向應(yīng)力σ 39。 ) 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(chēng) 試驗(yàn)指標(biāo) 尾粉細(xì)砂 Φ 39。 尾粉土 Φ 39。 尾粉質(zhì)粘土 Φ 39。 尾粘土 Φ 39。 固結(jié)比 Kc 有效 側(cè)向壓力σ 39。0(kPa) 125 500 125 500 125 500 125 500 45186。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。0 動(dòng)力抗剪強(qiáng)度 ?τ f(kPa) 125.2 149.8 107.3 22 地震總應(yīng)力抗剪