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摘要:釜山隧洞位于河北省徐水县北釜山村北1.5km处,分为进口段、洞身段、出口段三大部分,全长2654m,其中洞身长2509 m。设计流量100m3/s,设计水头0.385 m。总干渠设计水深4.5m,上游设计渠底高程60.459m,下游设计渠底高程60.074m。本次试验对进口段及出口段原状勘探土样、岩石样进行了相关的物性及力性试验,为评价该段工程地质条件提供计算参数。
关键词:釜山隧洞;进口段;出口段
1 试验依据
土工试验及成果的整理和分析依据国家行业标准《土工试验规程(SL237-1999)》的要求进行;岩石试验成果的整理和分析依据《水利水电工程岩石试验规程(SL264-2001)》的要求进行。
2 土的试验成果整理及分析
2.1土的试验成果整理
原状勘探样所有取样钻孔均位于总干渠中心线上,对于试验成果根据地层成因及时代,将出口段及进口段地层分为冲洪积(Q(al+pl))和坡残积(Q(dl+el))两个地层,并对不同地层时代的试验指标分别进行统计,统计结果见表1。
2.2土的试验成果分析
进口段:对于冲洪积(Q(al+pl))地层和坡残积(Q(dl+el))地层土,都为低液限粘土,棕黄色,干,坚硬,含碎石,碎石最大粒径约5cm。天然含水率为12.0%~18.8%;天然干密度为1.60~1.80 g/cm3;饱和固结快剪强度指标:φcq为23.0°~32.2°,Ccq为20.0~35.0kPa;压缩系数为0.09~0.28MPa-1,属中压缩性土;渗透系数为1.9×10-5~1.4×10-7cm/s,具弱~极微透水性。
出口段:在对于冲洪积(Q(al+pl))地层和坡残积(Q(dl+el))地层土,为低液限粘土,棕红色,干,坚硬,含碎石。天然含水率为12.3%~20.8%;天然干密度为1.60~1.73g/cm3;饱和固结快剪强度指标:φcq为25.0°~32.6°,Ccq为8.0~23.0kPa;压缩系数为0.12~0.31 MPa-1,属中压缩性土;渗透系数为8.8×10-6~1.5×10-7cm/s,具微~极微透水性。
3 岩石试验成果整理及分析
3.1岩石试验成果整理
试件岩性为含燧石条带白云岩,灰白~青灰色,节理裂隙较发育。将岩样的物理、力学性质试验成果按进、出口段及风化程度进行统计,统计结果见表2。
3.2岩石试验成果分析
进口段:根据试验数据分析,无论弱风化、微风化岩样,密度变化不大,干密度值大于2.80 g/cm3,變异系数均为0.009,同时微风化岩样比弱风化岩样自然吸水率平均值小0.13%。表明岩样物理性质与其完整程度、矿物成分、节理裂隙发育程度密切相关。同时岩样的软化系数均大于0.75,故被判为不易软化岩石。试验过程中,干抗压强度试验的岩样大部分性脆,破坏时发出响声,破坏后试件呈锥状、片状、碎片状。饱和抗压强度试验的吸水率大的岩样破坏时响声不清脆。微风化岩样抗压强度大于弱风化岩样抗压强度。部分试样裂隙发育,局部矿物不均,且闭合裂隙填充有土黄色物质,抗压强度数值较低。抗剪断强度指标中,微风化岩样的指标略高于弱风化岩样,弱风化岩样抗拉强度平均值为4.98 MPa,微风化岩样抗拉强度平均值为7.25 MPa,均为是饱和抗压强度的1/10~1/12,符合岩石力学理论值计算规律。
出口段:根据试验数据分析,微风化岩样与弱风化岩样干密度平均值相等,略大于进口岩石的密度,微风化岩样比弱风化岩样自然吸水率小0.06%。表明岩石的物理性质与其完整程度、矿物成分、节理裂隙发育程度密切相关。岩样为不易软化岩石。出口段岩样微细裂隙、闭合及微张裂隙均较发育,细小节理密集,岩石局部方解石细脉呈枝网线状,性脆,抗压强度低于进口段。同时微风化岩样抗压强度小于弱风化岩样抗压强度,抗剪断强度指标中,微风化岩样的指标接近弱风化岩样,弱风化岩样抗拉强度平均值为5.16 MPa,微风化岩样抗拉强度平均值为4.53 MPa,均为是饱和抗压强度的1/7~1/10,基本符合岩石力学理论值计算规律。
4 结语
土样:出口段及进口段各地层的土样物性及力性试验指标基本接近,仅进口段的冲洪积层及出口段的坡残积层土样抗剪强度指标Ccq出现异常,高达40kPa或47kPa,较其它试样的Ccq值偏高。分析原因:试样成分不均,内含碎石干密度较高所致。
岩石:进出口段岩样岩性均为不易软化的燧石条带白云岩岩样。出口段岩石的密度略大于进口段,同一工程位置不同风化程度的岩石密度接近。岩石物理性质试验各项指标符合规律;出口段岩样除抗压强度略小于进口段岩样外,进出口段其它力学强度指标比较接近;出口段微风化岩样的力学强度指标较弱风化岩样指标低,原因在于岩样发育细小、闭合裂隙及局部呈网格状方解石细脉密集、矿物成分不均等。
关键词:釜山隧洞;进口段;出口段
1 试验依据
土工试验及成果的整理和分析依据国家行业标准《土工试验规程(SL237-1999)》的要求进行;岩石试验成果的整理和分析依据《水利水电工程岩石试验规程(SL264-2001)》的要求进行。
2 土的试验成果整理及分析
2.1土的试验成果整理
原状勘探样所有取样钻孔均位于总干渠中心线上,对于试验成果根据地层成因及时代,将出口段及进口段地层分为冲洪积(Q(al+pl))和坡残积(Q(dl+el))两个地层,并对不同地层时代的试验指标分别进行统计,统计结果见表1。
2.2土的试验成果分析
进口段:对于冲洪积(Q(al+pl))地层和坡残积(Q(dl+el))地层土,都为低液限粘土,棕黄色,干,坚硬,含碎石,碎石最大粒径约5cm。天然含水率为12.0%~18.8%;天然干密度为1.60~1.80 g/cm3;饱和固结快剪强度指标:φcq为23.0°~32.2°,Ccq为20.0~35.0kPa;压缩系数为0.09~0.28MPa-1,属中压缩性土;渗透系数为1.9×10-5~1.4×10-7cm/s,具弱~极微透水性。
出口段:在对于冲洪积(Q(al+pl))地层和坡残积(Q(dl+el))地层土,为低液限粘土,棕红色,干,坚硬,含碎石。天然含水率为12.3%~20.8%;天然干密度为1.60~1.73g/cm3;饱和固结快剪强度指标:φcq为25.0°~32.6°,Ccq为8.0~23.0kPa;压缩系数为0.12~0.31 MPa-1,属中压缩性土;渗透系数为8.8×10-6~1.5×10-7cm/s,具微~极微透水性。
3 岩石试验成果整理及分析
3.1岩石试验成果整理
试件岩性为含燧石条带白云岩,灰白~青灰色,节理裂隙较发育。将岩样的物理、力学性质试验成果按进、出口段及风化程度进行统计,统计结果见表2。
3.2岩石试验成果分析
进口段:根据试验数据分析,无论弱风化、微风化岩样,密度变化不大,干密度值大于2.80 g/cm3,變异系数均为0.009,同时微风化岩样比弱风化岩样自然吸水率平均值小0.13%。表明岩样物理性质与其完整程度、矿物成分、节理裂隙发育程度密切相关。同时岩样的软化系数均大于0.75,故被判为不易软化岩石。试验过程中,干抗压强度试验的岩样大部分性脆,破坏时发出响声,破坏后试件呈锥状、片状、碎片状。饱和抗压强度试验的吸水率大的岩样破坏时响声不清脆。微风化岩样抗压强度大于弱风化岩样抗压强度。部分试样裂隙发育,局部矿物不均,且闭合裂隙填充有土黄色物质,抗压强度数值较低。抗剪断强度指标中,微风化岩样的指标略高于弱风化岩样,弱风化岩样抗拉强度平均值为4.98 MPa,微风化岩样抗拉强度平均值为7.25 MPa,均为是饱和抗压强度的1/10~1/12,符合岩石力学理论值计算规律。
出口段:根据试验数据分析,微风化岩样与弱风化岩样干密度平均值相等,略大于进口岩石的密度,微风化岩样比弱风化岩样自然吸水率小0.06%。表明岩石的物理性质与其完整程度、矿物成分、节理裂隙发育程度密切相关。岩样为不易软化岩石。出口段岩样微细裂隙、闭合及微张裂隙均较发育,细小节理密集,岩石局部方解石细脉呈枝网线状,性脆,抗压强度低于进口段。同时微风化岩样抗压强度小于弱风化岩样抗压强度,抗剪断强度指标中,微风化岩样的指标接近弱风化岩样,弱风化岩样抗拉强度平均值为5.16 MPa,微风化岩样抗拉强度平均值为4.53 MPa,均为是饱和抗压强度的1/7~1/10,基本符合岩石力学理论值计算规律。
4 结语
土样:出口段及进口段各地层的土样物性及力性试验指标基本接近,仅进口段的冲洪积层及出口段的坡残积层土样抗剪强度指标Ccq出现异常,高达40kPa或47kPa,较其它试样的Ccq值偏高。分析原因:试样成分不均,内含碎石干密度较高所致。
岩石:进出口段岩样岩性均为不易软化的燧石条带白云岩岩样。出口段岩石的密度略大于进口段,同一工程位置不同风化程度的岩石密度接近。岩石物理性质试验各项指标符合规律;出口段岩样除抗压强度略小于进口段岩样外,进出口段其它力学强度指标比较接近;出口段微风化岩样的力学强度指标较弱风化岩样指标低,原因在于岩样发育细小、闭合裂隙及局部呈网格状方解石细脉密集、矿物成分不均等。