淺析碾壓含水率對黃土均質壩應力變形的影響

劉順萍 趙曉曦

1 工程概況

某工程為西北地區擬建一座大（2）型注入型調節水庫，壩址位于黃土丘陵區的沖溝上。壩址附近缺少筑壩堆石料，地表廣泛分布各種成因的黃土，周邊土料極為豐富，為充分利用當地材料，節省工程投資，經技術經濟綜合比選，擬推薦采用黃土均質壩。

該均質壩最大壩高110 m，壩頂寬10.0 m，上、下游壩坡坡比為1∶3.0，每隔15 m設一級水平馬道，共五級，每級馬道寬度均為5.0 m，上、下游綜合壩坡均為1∶3.3。上游壩坡采用干砌石護坡，厚度1.0 m，下設0.4 m厚碎石墊層。下游壩坡采用干砌石護坡，厚度0.3 m，下設0.1 m厚碎石墊層。為有效降低壩內浸潤線，同時減小施工期孔隙水壓力，在大壩中心線下游側設豎向綜合反濾排水層，水平厚度5.0 m，邊坡系數1∶0.5。下游壩腳處設梯形排水盲溝，底寬4.0 m，邊坡1∶4.5。壩內豎向排水、壩基水平排水、壩腳處梯形排水盲溝以及下游順河向排水管形成完成的排水系統。為了研究黃土均質壩的應力變形規律，給工程設計提供參考，采用二維有限元方法，對大壩竣工期和滿蓄期黃土均質壩的應力變形進行模擬分析。如圖1所示。

圖1 大壩典型剖面

2 地質情況

壩址區出露新近系甘肅群（N1G）和第四系（Q4）地層、第三系（Q3）地層，地表多被第四系松散堆積物覆蓋，下伏新近系甘肅群泥巖、粉砂質泥巖。地層由老到新敘述如下：

新近系甘肅群粉砂質泥巖、泥巖，遇水易崩解，失水干裂，巖石強度低，多為極軟巖，局部夾石膏脈，主要出露于兩岸沖溝內。

覆蓋層地層分別為全新統人工堆積物（Q4r）、河床沖洪積物（Q4alp）、滑坡堆積物（Q4del）及第三系上更新統沖洪積物（Q3alp）、馬蘭黃土（Q3eol）、中更新統離石黃土（Q2）?！?br>