惠仕兵　胡人炭　陳英　周小林

【摘要】土石壩泛指由當(dāng)?shù)赝亮?、石料或混合料，?jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩。當(dāng)壩體材料以土和砂礫為主時(shí)，稱土壩；以石渣、卵石、爆破石料為主時(shí)，稱堆石壩；當(dāng)兩類當(dāng)?shù)夭牧暇枷喈?dāng)比例時(shí)，稱土石混合壩簡稱土石壩。土石壩筑壩料母巖強(qiáng)度、級配、粗細(xì)粒和粗細(xì)料占比等控制著筑壩料壓實(shí)度、滲透性、變形量等，本文就近些年來土石壩筑壩料試驗(yàn)研究以及壩體填筑質(zhì)量檢測資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，曬曬土石壩筑壩料方面新的認(rèn)識，尋尋土石壩筑壩料方面的新規(guī)律，試圖對提高土石壩填筑質(zhì)量檢測水平起些積極作用。

【關(guān)鍵詞】粗粒土；無粘性粗粒土；粗細(xì)料；筑壩料母巖強(qiáng)度；自由排水

1. 粗粒土

（1）據(jù)GB/T50145-2007《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》，粗粒土是粗粒組（60 mm≥d>0.075mm）質(zhì)量多于總質(zhì)量的50%的土，從粗粒土的定義看，粗粒土僅限于最大粒徑60mm，而在實(shí)際工程中（如土石壩、堆石壩的填筑材料）dmax>60mm土石料為多數(shù)，用量也大。SL 228-98《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》、SL 274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》要求壩殼料的dmax不超過壓實(shí)層厚或?yàn)閴簩?shí)層的2/3，墊層料dmax≤100mm，過渡料墊層料dmax≤300mm。

（2）圖1為國內(nèi)外土石壩堆石、石渣級配曲線圖[1]。堆石、石渣dmax=1000mm，粗粒組（60 mm≥d>0.075mm）質(zhì)量只占總質(zhì)量20～60%，巨粒組占30～70%，仍習(xí)慣稱其為粗粒土。從土石壩筑壩料應(yīng)用或工程實(shí)踐角度，粗粒土定義非常寬泛，它包含巨粒土組成。圖2為紫坪鋪水庫主、次堆石區(qū)筑壩料級配曲線圖，堆石、石渣dmax=800mm，粗粒組（60 mm≥d>0.075mm）質(zhì)量只占總質(zhì)量25.7～41.3%，巨粒組占53.8～73.4%。

2. 無粘性粗粒土與粘性粗粒土

2.1如上所述，粗粒土是一個(gè)很寬泛的概念，按其工程特性，常分為粘性粗粒土與無粘性粗粒土。四川大學(xué)屈智炯、何昌榮等在《新型石渣壩—粗粒土筑壩的理論與實(shí)踐》[2]提出根據(jù)其細(xì)粒（<0.075mm）含量多少進(jìn)行劃分，細(xì)粒含量≤5%為無粘性粗粒土，細(xì)粒含量超過5%為粘性粗粒土；郭慶國則認(rèn)為僅以粘性細(xì)粒的含量作為標(biāo)準(zhǔn)存在不足的，應(yīng)考慮粗粒土顆粒組成等因素。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，他在《粗粒土的工程特性及應(yīng)用》一書中提出按粗粒土按滲透性的差異進(jìn)行劃分，將滲透系數(shù)K>i×10-4 （cm/s）能自由排水的粗粒土定性為無粘性粗粒土，將滲透系數(shù)K

4. 筑壩料母巖強(qiáng)度

4.1巖石為礦物的集合體，是組成地殼的主要物質(zhì)。巖石強(qiáng)度常常用抗壓強(qiáng)度R來表征，其主要受組織、膠結(jié)物的性質(zhì)、壓力的方向因素等影響，對巖體而言，除了取決于巖塊強(qiáng)度外，與結(jié)構(gòu)面性狀緊密相關(guān)，在大多數(shù)情況下，結(jié)構(gòu)面起著控制性作用。

4.2如果我們僅按土石壩規(guī)范中有關(guān)筑壩料母巖的飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為30MPa劃分軟硬巖兩大類，來定性筑壩料母巖性狀就顯得比較機(jī)械，也易出錯。硬巖包括以花崗巖、閃長巖、玄武巖、石英砂巖、硅質(zhì)礫巖、硅質(zhì)灰?guī)r等為代表的堅(jiān)硬巖和以板巖、石灰?guī)r、白云巖、鈣質(zhì)砂巖等為代表的較硬巖，筑壩料軟巖至少包括以千枚巖、泥灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖等為代表的較軟巖和以頁巖、泥巖、泥質(zhì)砂巖為代表的軟巖。母巖抗壓強(qiáng)度、巖性等不同，爆破、碾壓破碎效果——破碎后塊度分布和破碎的范圍是有巨大差別的，再加上構(gòu)造、風(fēng)化影響就更為復(fù)雜了。另外，巖石抗壓強(qiáng)度測定具有一定的離散性。據(jù)相關(guān)研究，測定巖石抗壓強(qiáng)度離散系數(shù)，和抗壓強(qiáng)度的大小有關(guān)，堅(jiān)固的巖石離散系數(shù)較小，不堅(jiān)固的較大，約在15～30%范圍之內(nèi)。再者，巖石抗壓強(qiáng)度測定還具有一定的方向性。巖石的抗壓強(qiáng)度也決定于擠壓應(yīng)力作用的方向。以沉積巖而言，它們具有層面的，如果應(yīng)力作用的方向和層面垂直，則巖石的抗壓強(qiáng)度為最大。此外，某些巖石常常具有裂縫、礦脈或片理等類的構(gòu)造，如果它們的方向和破裂面（Plane of Failure）的方向一致時(shí)，則對巖石的抗壓強(qiáng)度自然影響很大。

4.3母巖強(qiáng)度高低，影響著壩料爆破、碾壓破碎后級配變化，尤其是對P-5或P+5含量影響，是筑壩料試驗(yàn)研究以及壩體填筑質(zhì)量檢測的一項(xiàng)重要內(nèi)容。圖9是P5含量與母巖飽和抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)關(guān)系曲線。當(dāng)母巖飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度R=60MPa左右時(shí)，P+5含量達(dá)70%或P-5≤30%左右，這時(shí)筑壩料壓實(shí)干密度最大，滲透系數(shù)在10-2～10-3，具自由排水性；當(dāng)母巖飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度R=30MPa左右時(shí)，P+5含量達(dá)65%或P-5為35%，這時(shí)筑壩料壓實(shí)干密度減少速率發(fā)生轉(zhuǎn)折，滲透系數(shù)降低至10-3～10-4，尚可自由排水；母巖飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度R再減小，筑壩料就不能滿足自由排水要求了。因此，筆者認(rèn)為飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度R≥30MPa是硬巖筑壩料具自由排水、較高的壓實(shí)密度低標(biāo)準(zhǔn)要求，是必要的，但不是充分條件。

圖9P5含量與母巖飽和抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)關(guān)系曲線

5. 自由排水和非自由排水

6. 一定抗剪強(qiáng)度

6.1一定抗剪強(qiáng)度也是規(guī)范和實(shí)際工作經(jīng)常用提到的問題，什么叫著抗剪強(qiáng)度高、一定抗剪強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度低呢？現(xiàn)有規(guī)程規(guī)范沒有具體條款給出具體要求，一般認(rèn)為母巖為石灰?guī)r筑壩料經(jīng)壓實(shí)后抗剪強(qiáng)度高，母巖為砂巖筑壩料經(jīng)壓實(shí)后具有一定的抗剪強(qiáng)度，母巖為頁巖筑壩料經(jīng)壓實(shí)后抗剪強(qiáng)度較低或低。下面通過較硬巖代表石灰?guī)r、較硬巖或較軟巖代表砂巖和較軟巖或軟巖代表頁巖筑壩料三軸抗剪試驗(yàn)成果分析研究無粘性粗粒土有關(guān)抗剪強(qiáng)度分類。

7. 結(jié)束語

通過對粗粒土含義、無粘性粗粒土與粘性粗粒土區(qū)別、粗料與細(xì)料劃分、自由排水與非自由排水定性、筑壩料母巖強(qiáng)度作用等若干問題淺析，加深了規(guī)程規(guī)范有關(guān)筑壩料條款的理解，如SL 228-98《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》、SL 274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》兩規(guī)范就筑壩料都有細(xì)粒含量（P0.075）、細(xì)料含量（P-5）規(guī)定條款，并相信會對提高土石壩填筑質(zhì)量檢測水平起些積極作用；其次，探尋了在確保筑壩料有較高壓實(shí)度、能自由排水、低壓縮性、一定抗剪強(qiáng)度條件下，可通過試驗(yàn)研究來放寬粗料含量（P+5）或細(xì)料含量（P-5）、細(xì)粒含量（P0.075）、滲透系數(shù)（K）適宜范圍值，就可擴(kuò)大筑壩料利用率，尤其是可以充分的利用樞紐區(qū)開挖石渣，并認(rèn)為是可行的；再者，論述了母巖抗壓強(qiáng)度作用問題，并認(rèn)識到母巖抗壓強(qiáng)度為60MPa左右的花崗巖、石灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖等是優(yōu)質(zhì)的堆石筑壩料，只需對其上壩填筑級配、壓實(shí)度進(jìn)行控制，均能滿足要求。母巖抗壓強(qiáng)度<30MPa的頁巖、砂質(zhì)泥巖等軟巖，測定爆破、碾壓后破碎效果——破碎后塊度分布和破碎的范圍是必要的，并應(yīng)通過試驗(yàn)研究測定其壓實(shí)后的物理力學(xué)性質(zhì)，評價(jià)其填于壩體合適分區(qū)[3]。對母巖抗壓強(qiáng)度為30MPa左右的長石石英砂巖，弱～強(qiáng)風(fēng)化石灰?guī)r等，也有必要測測爆破、碾壓后破碎效果對其物理力學(xué)性質(zhì)的影響程度，以便得到合理使用。

參考文獻(xiàn)

[1]郭慶國著《粗粒土的工程特性及應(yīng)用》黃河水利出版社（1999年）

[2]四川大學(xué)屈智炯、何昌榮等編著《新型石渣壩——粗粒土筑壩的理論與實(shí)踐》中國水利水電出版社（2002年）

[3]陳英《利用較軟巖石渣作反慮料的初步研究》四川水力發(fā)電 （2003年.第22卷 第2期）

[文章編號]1619-2737（2014）02-17-538

[作者簡介] 惠仕兵（1963-），男，籍貫：四川成都人，從事水利基本建設(shè)工程質(zhì)量管理工作。

【摘要】土石壩泛指由當(dāng)?shù)赝亮?、石料或混合料，?jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩。當(dāng)壩體材料以土和砂礫為主時(shí)，稱土壩；以石渣、卵石、爆破石料為主時(shí)，稱堆石壩；當(dāng)兩類當(dāng)?shù)夭牧暇枷喈?dāng)比例時(shí)，稱土石混合壩簡稱土石壩。土石壩筑壩料母巖強(qiáng)度、級配、粗細(xì)粒和粗細(xì)料占比等控制著筑壩料壓實(shí)度、滲透性、變形量等，本文就近些年來土石壩筑壩料試驗(yàn)研究以及壩體填筑質(zhì)量檢測資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，曬曬土石壩筑壩料方面新的認(rèn)識，尋尋土石壩筑壩料方面的新規(guī)律，試圖對提高土石壩填筑質(zhì)量檢測水平起些積極作用。

【關(guān)鍵詞】粗粒土；無粘性粗粒土；粗細(xì)料；筑壩料母巖強(qiáng)度；自由排水

1. 粗粒土

（1）據(jù)GB/T50145-2007《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》，粗粒土是粗粒組（60 mm≥d>0.075mm）質(zhì)量多于總質(zhì)量的50%的土，從粗粒土的定義看，粗粒土僅限于最大粒徑60mm，而在實(shí)際工程中（如土石壩、堆石壩的填筑材料）dmax>60mm土石料為多數(shù)，用量也大。SL 228-98《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》、SL 274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》要求壩殼料的dmax不超過壓實(shí)層厚或?yàn)閴簩?shí)層的2/3，墊層料dmax≤100mm，過渡料墊層料dmax≤300mm。

（2）圖1為國內(nèi)外土石壩堆石、石渣級配曲線圖[1]。堆石、石渣dmax=1000mm，粗粒組（60 mm≥d>0.075mm）質(zhì)量只占總質(zhì)量20～60%，巨粒組占30～70%，仍習(xí)慣稱其為粗粒土。從土石壩筑壩料應(yīng)用或工程實(shí)踐角度，粗粒土定義非常寬泛，它包含巨粒土組成。圖2為紫坪鋪水庫主、次堆石區(qū)筑壩料級配曲線圖，堆石、石渣dmax=800mm，粗粒組（60 mm≥d>0.075mm）質(zhì)量只占總質(zhì)量25.7～41.3%，巨粒組占53.8～73.4%。

2. 無粘性粗粒土與粘性粗粒土

2.1如上所述，粗粒土是一個(gè)很寬泛的概念，按其工程特性，常分為粘性粗粒土與無粘性粗粒土。四川大學(xué)屈智炯、何昌榮等在《新型石渣壩—粗粒土筑壩的理論與實(shí)踐》[2]提出根據(jù)其細(xì)粒（<0.075mm）含量多少進(jìn)行劃分，細(xì)粒含量≤5%為無粘性粗粒土，細(xì)粒含量超過5%為粘性粗粒土；郭慶國則認(rèn)為僅以粘性細(xì)粒的含量作為標(biāo)準(zhǔn)存在不足的，應(yīng)考慮粗粒土顆粒組成等因素。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，他在《粗粒土的工程特性及應(yīng)用》一書中提出按粗粒土按滲透性的差異進(jìn)行劃分，將滲透系數(shù)K>i×10-4 （cm/s）能自由排水的粗粒土定性為無粘性粗粒土，將滲透系數(shù)K

4. 筑壩料母巖強(qiáng)度

4.1巖石為礦物的集合體，是組成地殼的主要物質(zhì)。巖石強(qiáng)度常常用抗壓強(qiáng)度R來表征，其主要受組織、膠結(jié)物的性質(zhì)、壓力的方向因素等影響，對巖體而言，除了取決于巖塊強(qiáng)度外，與結(jié)構(gòu)面性狀緊密相關(guān)，在大多數(shù)情況下，結(jié)構(gòu)面起著控制性作用。

4.2如果我們僅按土石壩規(guī)范中有關(guān)筑壩料母巖的飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為30MPa劃分軟硬巖兩大類，來定性筑壩料母巖性狀就顯得比較機(jī)械，也易出錯。硬巖包括以花崗巖、閃長巖、玄武巖、石英砂巖、硅質(zhì)礫巖、硅質(zhì)灰?guī)r等為代表的堅(jiān)硬巖和以板巖、石灰?guī)r、白云巖、鈣質(zhì)砂巖等為代表的較硬巖，筑壩料軟巖至少包括以千枚巖、泥灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖等為代表的較軟巖和以頁巖、泥巖、泥質(zhì)砂巖為代表的軟巖。母巖抗壓強(qiáng)度、巖性等不同，爆破、碾壓破碎效果——破碎后塊度分布和破碎的范圍是有巨大差別的，再加上構(gòu)造、風(fēng)化影響就更為復(fù)雜了。另外，巖石抗壓強(qiáng)度測定具有一定的離散性。據(jù)相關(guān)研究，測定巖石抗壓強(qiáng)度離散系數(shù)，和抗壓強(qiáng)度的大小有關(guān)，堅(jiān)固的巖石離散系數(shù)較小，不堅(jiān)固的較大，約在15～30%范圍之內(nèi)。再者，巖石抗壓強(qiáng)度測定還具有一定的方向性。巖石的抗壓強(qiáng)度也決定于擠壓應(yīng)力作用的方向。以沉積巖而言，它們具有層面的，如果應(yīng)力作用的方向和層面垂直，則巖石的抗壓強(qiáng)度為最大。此外，某些巖石常常具有裂縫、礦脈或片理等類的構(gòu)造，如果它們的方向和破裂面（Plane of Failure）的方向一致時(shí)，則對巖石的抗壓強(qiáng)度自然影響很大。

4.3母巖強(qiáng)度高低，影響著壩料爆破、碾壓破碎后級配變化，尤其是對P-5或P+5含量影響，是筑壩料試驗(yàn)研究以及壩體填筑質(zhì)量檢測的一項(xiàng)重要內(nèi)容。圖9是P5含量與母巖飽和抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)關(guān)系曲線。當(dāng)母巖飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度R=60MPa左右時(shí)，P+5含量達(dá)70%或P-5≤30%左右，這時(shí)筑壩料壓實(shí)干密度最大，滲透系數(shù)在10-2～10-3，具自由排水性；當(dāng)母巖飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度R=30MPa左右時(shí)，P+5含量達(dá)65%或P-5為35%，這時(shí)筑壩料壓實(shí)干密度減少速率發(fā)生轉(zhuǎn)折，滲透系數(shù)降低至10-3～10-4，尚可自由排水；母巖飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度R再減小，筑壩料就不能滿足自由排水要求了。因此，筆者認(rèn)為飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度R≥30MPa是硬巖筑壩料具自由排水、較高的壓實(shí)密度低標(biāo)準(zhǔn)要求，是必要的，但不是充分條件。

圖9P5含量與母巖飽和抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)關(guān)系曲線

5. 自由排水和非自由排水

6. 一定抗剪強(qiáng)度

6.1一定抗剪強(qiáng)度也是規(guī)范和實(shí)際工作經(jīng)常用提到的問題，什么叫著抗剪強(qiáng)度高、一定抗剪強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度低呢？現(xiàn)有規(guī)程規(guī)范沒有具體條款給出具體要求，一般認(rèn)為母巖為石灰?guī)r筑壩料經(jīng)壓實(shí)后抗剪強(qiáng)度高，母巖為砂巖筑壩料經(jīng)壓實(shí)后具有一定的抗剪強(qiáng)度，母巖為頁巖筑壩料經(jīng)壓實(shí)后抗剪強(qiáng)度較低或低。下面通過較硬巖代表石灰?guī)r、較硬巖或較軟巖代表砂巖和較軟巖或軟巖代表頁巖筑壩料三軸抗剪試驗(yàn)成果分析研究無粘性粗粒土有關(guān)抗剪強(qiáng)度分類。

7. 結(jié)束語

通過對粗粒土含義、無粘性粗粒土與粘性粗粒土區(qū)別、粗料與細(xì)料劃分、自由排水與非自由排水定性、筑壩料母巖強(qiáng)度作用等若干問題淺析，加深了規(guī)程規(guī)范有關(guān)筑壩料條款的理解，如SL 228-98《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》、SL 274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》兩規(guī)范就筑壩料都有細(xì)粒含量（P0.075）、細(xì)料含量（P-5）規(guī)定條款，并相信會對提高土石壩填筑質(zhì)量檢測水平起些積極作用；其次，探尋了在確保筑壩料有較高壓實(shí)度、能自由排水、低壓縮性、一定抗剪強(qiáng)度條件下，可通過試驗(yàn)研究來放寬粗料含量（P+5）或細(xì)料含量（P-5）、細(xì)粒含量（P0.075）、滲透系數(shù)（K）適宜范圍值，就可擴(kuò)大筑壩料利用率，尤其是可以充分的利用樞紐區(qū)開挖石渣，并認(rèn)為是可行的；再者，論述了母巖抗壓強(qiáng)度作用問題，并認(rèn)識到母巖抗壓強(qiáng)度為60MPa左右的花崗巖、石灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖等是優(yōu)質(zhì)的堆石筑壩料，只需對其上壩填筑級配、壓實(shí)度進(jìn)行控制，均能滿足要求。母巖抗壓強(qiáng)度<30MPa的頁巖、砂質(zhì)泥巖等軟巖，測定爆破、碾壓后破碎效果——破碎后塊度分布和破碎的范圍是必要的，并應(yīng)通過試驗(yàn)研究測定其壓實(shí)后的物理力學(xué)性質(zhì)，評價(jià)其填于壩體合適分區(qū)[3]。對母巖抗壓強(qiáng)度為30MPa左右的長石石英砂巖，弱～強(qiáng)風(fēng)化石灰?guī)r等，也有必要測測爆破、碾壓后破碎效果對其物理力學(xué)性質(zhì)的影響程度，以便得到合理使用。

參考文獻(xiàn)

[1]郭慶國著《粗粒土的工程特性及應(yīng)用》黃河水利出版社（1999年）

[2]四川大學(xué)屈智炯、何昌榮等編著《新型石渣壩——粗粒土筑壩的理論與實(shí)踐》中國水利水電出版社（2002年）

[3]陳英《利用較軟巖石渣作反慮料的初步研究》四川水力發(fā)電 （2003年.第22卷 第2期）

[文章編號]1619-2737（2014）02-17-538

[作者簡介] 惠仕兵（1963-），男，籍貫：四川成都人，從事水利基本建設(shè)工程質(zhì)量管理工作。

【摘要】土石壩泛指由當(dāng)?shù)赝亮?、石料或混合料，?jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩。當(dāng)壩體材料以土和砂礫為主時(shí)，稱土壩；以石渣、卵石、爆破石料為主時(shí)，稱堆石壩；當(dāng)兩類當(dāng)?shù)夭牧暇枷喈?dāng)比例時(shí)，稱土石混合壩簡稱土石壩。土石壩筑壩料母巖強(qiáng)度、級配、粗細(xì)粒和粗細(xì)料占比等控制著筑壩料壓實(shí)度、滲透性、變形量等，本文就近些年來土石壩筑壩料試驗(yàn)研究以及壩體填筑質(zhì)量檢測資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，曬曬土石壩筑壩料方面新的認(rèn)識，尋尋土石壩筑壩料方面的新規(guī)律，試圖對提高土石壩填筑質(zhì)量檢測水平起些積極作用。

【關(guān)鍵詞】粗粒土；無粘性粗粒土；粗細(xì)料；筑壩料母巖強(qiáng)度；自由排水

1. 粗粒土

（1）據(jù)GB/T50145-2007《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》，粗粒土是粗粒組（60 mm≥d>0.075mm）質(zhì)量多于總質(zhì)量的50%的土，從粗粒土的定義看，粗粒土僅限于最大粒徑60mm，而在實(shí)際工程中（如土石壩、堆石壩的填筑材料）dmax>60mm土石料為多數(shù)，用量也大。SL 228-98《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》、SL 274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》要求壩殼料的dmax不超過壓實(shí)層厚或?yàn)閴簩?shí)層的2/3，墊層料dmax≤100mm，過渡料墊層料dmax≤300mm。

（2）圖1為國內(nèi)外土石壩堆石、石渣級配曲線圖[1]。堆石、石渣dmax=1000mm，粗粒組（60 mm≥d>0.075mm）質(zhì)量只占總質(zhì)量20～60%，巨粒組占30～70%，仍習(xí)慣稱其為粗粒土。從土石壩筑壩料應(yīng)用或工程實(shí)踐角度，粗粒土定義非常寬泛，它包含巨粒土組成。圖2為紫坪鋪水庫主、次堆石區(qū)筑壩料級配曲線圖，堆石、石渣dmax=800mm，粗粒組（60 mm≥d>0.075mm）質(zhì)量只占總質(zhì)量25.7～41.3%，巨粒組占53.8～73.4%。

2. 無粘性粗粒土與粘性粗粒土

2.1如上所述，粗粒土是一個(gè)很寬泛的概念，按其工程特性，常分為粘性粗粒土與無粘性粗粒土。四川大學(xué)屈智炯、何昌榮等在《新型石渣壩—粗粒土筑壩的理論與實(shí)踐》[2]提出根據(jù)其細(xì)粒（<0.075mm）含量多少進(jìn)行劃分，細(xì)粒含量≤5%為無粘性粗粒土，細(xì)粒含量超過5%為粘性粗粒土；郭慶國則認(rèn)為僅以粘性細(xì)粒的含量作為標(biāo)準(zhǔn)存在不足的，應(yīng)考慮粗粒土顆粒組成等因素。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，他在《粗粒土的工程特性及應(yīng)用》一書中提出按粗粒土按滲透性的差異進(jìn)行劃分，將滲透系數(shù)K>i×10-4 （cm/s）能自由排水的粗粒土定性為無粘性粗粒土，將滲透系數(shù)K

4. 筑壩料母巖強(qiáng)度

4.1巖石為礦物的集合體，是組成地殼的主要物質(zhì)。巖石強(qiáng)度常常用抗壓強(qiáng)度R來表征，其主要受組織、膠結(jié)物的性質(zhì)、壓力的方向因素等影響，對巖體而言，除了取決于巖塊強(qiáng)度外，與結(jié)構(gòu)面性狀緊密相關(guān)，在大多數(shù)情況下，結(jié)構(gòu)面起著控制性作用。

4.2如果我們僅按土石壩規(guī)范中有關(guān)筑壩料母巖的飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為30MPa劃分軟硬巖兩大類，來定性筑壩料母巖性狀就顯得比較機(jī)械，也易出錯。硬巖包括以花崗巖、閃長巖、玄武巖、石英砂巖、硅質(zhì)礫巖、硅質(zhì)灰?guī)r等為代表的堅(jiān)硬巖和以板巖、石灰?guī)r、白云巖、鈣質(zhì)砂巖等為代表的較硬巖，筑壩料軟巖至少包括以千枚巖、泥灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖等為代表的較軟巖和以頁巖、泥巖、泥質(zhì)砂巖為代表的軟巖。母巖抗壓強(qiáng)度、巖性等不同，爆破、碾壓破碎效果——破碎后塊度分布和破碎的范圍是有巨大差別的，再加上構(gòu)造、風(fēng)化影響就更為復(fù)雜了。另外，巖石抗壓強(qiáng)度測定具有一定的離散性。據(jù)相關(guān)研究，測定巖石抗壓強(qiáng)度離散系數(shù)，和抗壓強(qiáng)度的大小有關(guān)，堅(jiān)固的巖石離散系數(shù)較小，不堅(jiān)固的較大，約在15～30%范圍之內(nèi)。再者，巖石抗壓強(qiáng)度測定還具有一定的方向性。巖石的抗壓強(qiáng)度也決定于擠壓應(yīng)力作用的方向。以沉積巖而言，它們具有層面的，如果應(yīng)力作用的方向和層面垂直，則巖石的抗壓強(qiáng)度為最大。此外，某些巖石常常具有裂縫、礦脈或片理等類的構(gòu)造，如果它們的方向和破裂面（Plane of Failure）的方向一致時(shí)，則對巖石的抗壓強(qiáng)度自然影響很大。

4.3母巖強(qiáng)度高低，影響著壩料爆破、碾壓破碎后級配變化，尤其是對P-5或P+5含量影響，是筑壩料試驗(yàn)研究以及壩體填筑質(zhì)量檢測的一項(xiàng)重要內(nèi)容。圖9是P5含量與母巖飽和抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)關(guān)系曲線。當(dāng)母巖飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度R=60MPa左右時(shí)，P+5含量達(dá)70%或P-5≤30%左右，這時(shí)筑壩料壓實(shí)干密度最大，滲透系數(shù)在10-2～10-3，具自由排水性；當(dāng)母巖飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度R=30MPa左右時(shí)，P+5含量達(dá)65%或P-5為35%，這時(shí)筑壩料壓實(shí)干密度減少速率發(fā)生轉(zhuǎn)折，滲透系數(shù)降低至10-3～10-4，尚可自由排水；母巖飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度R再減小，筑壩料就不能滿足自由排水要求了。因此，筆者認(rèn)為飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度R≥30MPa是硬巖筑壩料具自由排水、較高的壓實(shí)密度低標(biāo)準(zhǔn)要求，是必要的，但不是充分條件。

圖9P5含量與母巖飽和抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)關(guān)系曲線

5. 自由排水和非自由排水

6. 一定抗剪強(qiáng)度

6.1一定抗剪強(qiáng)度也是規(guī)范和實(shí)際工作經(jīng)常用提到的問題，什么叫著抗剪強(qiáng)度高、一定抗剪強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度低呢？現(xiàn)有規(guī)程規(guī)范沒有具體條款給出具體要求，一般認(rèn)為母巖為石灰?guī)r筑壩料經(jīng)壓實(shí)后抗剪強(qiáng)度高，母巖為砂巖筑壩料經(jīng)壓實(shí)后具有一定的抗剪強(qiáng)度，母巖為頁巖筑壩料經(jīng)壓實(shí)后抗剪強(qiáng)度較低或低。下面通過較硬巖代表石灰?guī)r、較硬巖或較軟巖代表砂巖和較軟巖或軟巖代表頁巖筑壩料三軸抗剪試驗(yàn)成果分析研究無粘性粗粒土有關(guān)抗剪強(qiáng)度分類。

7. 結(jié)束語

通過對粗粒土含義、無粘性粗粒土與粘性粗粒土區(qū)別、粗料與細(xì)料劃分、自由排水與非自由排水定性、筑壩料母巖強(qiáng)度作用等若干問題淺析，加深了規(guī)程規(guī)范有關(guān)筑壩料條款的理解，如SL 228-98《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》、SL 274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》兩規(guī)范就筑壩料都有細(xì)粒含量（P0.075）、細(xì)料含量（P-5）規(guī)定條款，并相信會對提高土石壩填筑質(zhì)量檢測水平起些積極作用；其次，探尋了在確保筑壩料有較高壓實(shí)度、能自由排水、低壓縮性、一定抗剪強(qiáng)度條件下，可通過試驗(yàn)研究來放寬粗料含量（P+5）或細(xì)料含量（P-5）、細(xì)粒含量（P0.075）、滲透系數(shù)（K）適宜范圍值，就可擴(kuò)大筑壩料利用率，尤其是可以充分的利用樞紐區(qū)開挖石渣，并認(rèn)為是可行的；再者，論述了母巖抗壓強(qiáng)度作用問題，并認(rèn)識到母巖抗壓強(qiáng)度為60MPa左右的花崗巖、石灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖等是優(yōu)質(zhì)的堆石筑壩料，只需對其上壩填筑級配、壓實(shí)度進(jìn)行控制，均能滿足要求。母巖抗壓強(qiáng)度<30MPa的頁巖、砂質(zhì)泥巖等軟巖，測定爆破、碾壓后破碎效果——破碎后塊度分布和破碎的范圍是必要的，并應(yīng)通過試驗(yàn)研究測定其壓實(shí)后的物理力學(xué)性質(zhì)，評價(jià)其填于壩體合適分區(qū)[3]。對母巖抗壓強(qiáng)度為30MPa左右的長石石英砂巖，弱～強(qiáng)風(fēng)化石灰?guī)r等，也有必要測測爆破、碾壓后破碎效果對其物理力學(xué)性質(zhì)的影響程度，以便得到合理使用。

參考文獻(xiàn)

[1]郭慶國著《粗粒土的工程特性及應(yīng)用》黃河水利出版社（1999年）

[2]四川大學(xué)屈智炯、何昌榮等編著《新型石渣壩——粗粒土筑壩的理論與實(shí)踐》中國水利水電出版社（2002年）

[3]陳英《利用較軟巖石渣作反慮料的初步研究》四川水力發(fā)電 （2003年.第22卷 第2期）

[文章編號]1619-2737（2014）02-17-538

[作者簡介] 惠仕兵（1963-），男，籍貫：四川成都人，從事水利基本建設(shè)工程質(zhì)量管理工作。