軟土地基上深水高壩平原水庫(kù)建設(shè)地質(zhì)研究.pdf

1、黃河下游和濱海三角洲地區(qū)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水主要依靠引用黃河水，多年來(lái)興建了不少平原水庫(kù)，這些平原水庫(kù)是在平地上四面筑壩圍成，受軟弱地基的限制，壩一般不高，水庫(kù)蓄水淺，控制在4～6m，致使占地相當(dāng)可觀，庫(kù)面蒸發(fā)損失也很大。提高平原水庫(kù)的蓄水深度，不但可以改善水庫(kù)建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，而且可以合理利用當(dāng)?shù)厮Y源和土地資源，特別是在我國(guó)土地資源已十分緊缺的情況下，這個(gè)意義顯得尤為重要。黃河河口沖積和海相沉積地層的土層分布一般為輕粉質(zhì)壤土或粉

2、質(zhì)砂壤土、粉質(zhì)粘土或粘土的互層，其工程地質(zhì)條件及土體物理力學(xué)性質(zhì)甚差，為此本課題圍繞在這樣的地基上建設(shè)“深水高壩”型平原水庫(kù)的可行性及地質(zhì)、工程措施，以純化水庫(kù)為工程實(shí)例進(jìn)行了深入研究。 首先對(duì)壩體壩基土料進(jìn)行靜、動(dòng)應(yīng)力三軸試驗(yàn)，研究了土料靜、動(dòng)應(yīng)力變形特性；采用非線性靜動(dòng)力有限元分析程序?qū)Φ湫蛪误w剖面進(jìn)行靜動(dòng)力仿真模擬，模擬計(jì)算了壩體自填筑至蓄水運(yùn)行和發(fā)生7。地震各階段壩體壩基的應(yīng)力、變形和應(yīng)力水平分布，以及地震的動(dòng)力響應(yīng)和地

3、震引起的超靜孔隙水壓力分布，從而對(duì)壩體壩基中出現(xiàn)塑性區(qū)、裂縫、以及地震液化的可能性作出分析和判斷。實(shí)例工程筑壩結(jié)束后，又利用原型觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)壩體壩基的應(yīng)力和變形進(jìn)行了實(shí)測(cè)證明：本研究計(jì)算理論、計(jì)算方法及研究分析正確，對(duì)平原水庫(kù)的建設(shè)研究具有較高的參考價(jià)值。 其次，進(jìn)行了圍壩壩體壩基土滲透特性試驗(yàn)研究，對(duì)不同防滲方案進(jìn)行滲流有限元分析，以確定合理的水庫(kù)圍壩防滲布置方案；穩(wěn)定分析采用簡(jiǎn)化Bishop法對(duì)竣工期、穩(wěn)定滲流期和7。設(shè)防地震

4、烈度的工況進(jìn)行壩體壩基的抗滑穩(wěn)定性分析，并以土工離心模型試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。為確保設(shè)計(jì)意圖的實(shí)現(xiàn)，本課題同時(shí)進(jìn)行了防滲施工工藝和操作控制方法技術(shù)研究，通過(guò)監(jiān)測(cè)論證：純化水庫(kù)圍壩采用復(fù)合土工膜防滲斜墻、垂直鋪塑截滲與壩基2層粘土層形成全封閉防滲體系，既解決了壩體滲透破壞問(wèn)題，又減少了水庫(kù)滲漏量及對(duì)周?chē)恋佧}漬化的影響；該技術(shù)造價(jià)低，施工方便，是平原水庫(kù)建設(shè)的優(yōu)選防滲措施。 另外，本課題還在工程措施研究方面形成了堆載預(yù)壓與深層攪拌粉噴樁相

5、結(jié)合的地基處理技術(shù)、“柵欄板+預(yù)制混凝土板”復(fù)合護(hù)面結(jié)構(gòu)、素土回填處理壩基溝渠等新方法，解決了軟基上平原水庫(kù)建設(shè)的一系列技術(shù)難題，實(shí)例結(jié)果已驗(yàn)證了上述方法的可行性和有效性。 研究表明，在黃河河口沖積和海相沉積的軟弱地基上修建平原水庫(kù)，在對(duì)壩基不做全面加固處理的條件下，運(yùn)用本課題成果，可以將蓄水深度提高到10m，其圍壩的應(yīng)力、變形、穩(wěn)定、滲流控制的安全性均能得到保證，帶來(lái)顯著的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。研究成果可供類似地基上建