大洼區(qū)巖土層物理力學(xué)性質(zhì)研究

(遼寧省鐵嶺水文局，遼寧 鐵嶺 112000)

1 概況

大洼區(qū)位于盤(pán)錦市中南部、大遼河及雙臺(tái)子河(遼河)下游的入海口、遼東灣的東北岸。全區(qū)土地總面積為1 387 km2。該區(qū)由大遼河、遼河淤積退海灘涂發(fā)育而形成的濱海平原，無(wú)山無(wú)崗，地勢(shì)平坦。海拔一般為2.5～3.5 m，由東北向西南以二萬(wàn)分之一的坡降，傾斜于渤海遼東灣。東北部、中部隨著成陸逐墾農(nóng)田；西南部為沼澤地帶生長(zhǎng)蘆葦；沿海灘涂逐漸向海內(nèi)延伸。

2 區(qū)內(nèi)地層地質(zhì)

區(qū)內(nèi)地層巖性表層以粉質(zhì)粘土、粉土為主，夾少量粉砂，加少量粘性土，表層粉質(zhì)黏土夾粉土，中高壓縮性，滲透系數(shù)1.00×10-5cm/s，為弱透水性，天然含水量25.00%～38%；錘擊數(shù)為3.0～9.0，密實(shí)度較差，呈流塑～可塑狀態(tài)， 屬于軟土，易發(fā)生沖刷變形。

下部以粉砂粉土為主，中低壓縮性，滲透系數(shù)1.00×10-3cm/s，為中等透水性，天然含水量20.00%～28%；錘擊數(shù)為10～30，密實(shí)度相對(duì)較好，且埋藏在較厚的粘性土以下，不易發(fā)生滲透變形。通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，得出本區(qū)內(nèi)內(nèi)各土層滲透系數(shù)見(jiàn)表1。

表1 堤基各土層巖性滲透性分級(jí)表

3 各巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)

根據(jù)鉆探資料，區(qū)內(nèi)地層主要除表層填土外，主要由第四系全新統(tǒng)海陸交互相及河流沖洪積相沉積物組成，分別為K0+000～k4+500段、K4+500～k12+000段、K12+000～K17+000段及渠系建筑物組成。

3.1 K0+000～k4+500段

通過(guò)野外鉆探測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果可知，該段主要由粉質(zhì)黏土夾粉土、粉土夾粉砂及粉砂土，該段土的物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

3.2 K4+500～k12+000段

通過(guò)野外鉆探測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果可知，該段主要由粉土夾粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土夾粉土、粉土夾粉砂及粉砂夾粉質(zhì)黏土薄層組成，土的物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表3。

3.3 K12+000～K17+000段

通過(guò)野外鉆探測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果可知，該段主要由粉質(zhì)黏土夾粉土、粉土夾粉質(zhì)粘土、粉土夾粉砂及粉細(xì)砂土,物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表4。

表3 土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

表4 物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

3.4 渠系建筑物段

通過(guò)野外鉆探測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果可知，該段主要由粉質(zhì)黏土夾粉土、粉土夾粉質(zhì)粘土、粉砂夾粉質(zhì)黏土及粉細(xì)砂構(gòu)成，土的物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表5。

4 區(qū)內(nèi)飽和土地震液化判別

根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)程》(GB50487-2008)中的附錄P的規(guī)定，當(dāng)飽和砂性土的相對(duì)密度不大于液化臨界相對(duì)密度時(shí)可判為液化。

(1)符合下式要求的土應(yīng)判為液化土 N63.5

N63.5 — 標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)在地面以下ds(m)深度處的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)

Ncr—液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值

(2)液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值應(yīng)根據(jù)下式計(jì)算

式中：Ds為標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)地面以下深度(m)；Dw為地下水位埋深(m)；Pc為土的粘粒含量(%) 當(dāng)pc< 3 時(shí)，pc=3， 本工程取值為3；N0為飽和土的液化臨界標(biāo)貫擊數(shù)(本次計(jì)算按地震烈度Ⅶ設(shè)防，按近震考慮)。

通過(guò)計(jì)算可知,區(qū)內(nèi)在15m深度范圍內(nèi)各粉土砂土層無(wú)液化現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

本區(qū)全部為第四紀(jì)地層所覆蓋，第四紀(jì)地層厚度約320～450 m，下伏第三系明化鎮(zhèn)組、館陶組、沙河街組及東營(yíng)子組碎硝巖，且沉積連續(xù)，分布穩(wěn)定。

該區(qū)在大構(gòu)造體系上屬于新華夏系第二沉降帶的西緣，該堤段地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，地殼運(yùn)動(dòng)處于相對(duì)穩(wěn)定階段，屬相對(duì)穩(wěn)定地塊。據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2015)，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10 g，地震動(dòng)反映譜特征周期0.40 s，對(duì)應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度區(qū)。設(shè)計(jì)地震分組為第二組。地層的滲透性為弱透水、中等透水。細(xì)粒砂滲透變形為流土型。但因?yàn)楸径喂こ虉?chǎng)地上部普遍有一層粉質(zhì)粘土覆蓋，一般不易發(fā)生滲透變形。