H I L F 試驗(yàn)方法在巴加泰勒大壩的應(yīng)用分析

王昌

（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司科研設(shè)計(jì)咨詢公司，成都610000）

1 引言

巴加泰勒大壩工程處于印度洋西南部島國(guó)毛里求斯，年平均降雨量達(dá)5080 mm。工程主要為黏土心墻土壩段、黏土心墻堆石壩段。該工程所用土料的特性為高含水且富含礦物、有機(jī)物、結(jié)晶水的多水高嶺土。該種土料在施工質(zhì)量中含水率的測(cè)定只能采用低溫烘干或風(fēng)干的試驗(yàn)方法，試驗(yàn)周期較長(zhǎng)，因此，不能滿足快速施工的目的。該地區(qū)的土料在采用核子密度儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，成果值波動(dòng)較大，檢測(cè)參數(shù)不能有效反映出土料的真實(shí)數(shù)據(jù)。為了滿足快速施工，保證土料填筑質(zhì)量，采用HILF 試驗(yàn)方法達(dá)到縮短試驗(yàn)檢測(cè)周期的目的。HILF 試驗(yàn)方法又稱三點(diǎn)擊實(shí)法，此法特點(diǎn)是：不需測(cè)定填筑土料含水量，根據(jù)填筑土壓實(shí)濕重度和3 種含水率情況下的擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)得的濕重度，就可以確定填筑土的壓實(shí)度和最優(yōu)含水量與填土含水量的差值。

2 料場(chǎng)土料試驗(yàn)

2.1 土料化學(xué)成分分析

對(duì)取樣深度1.0～5.0 m 范圍內(nèi)防滲料進(jìn)行了3 組X 射線能譜鑒定，9 組化學(xué)分析試驗(yàn)，結(jié)果表明：易溶鹽含量在0.07%～0.15%，有機(jī)質(zhì)含量在0.26%～0.72%，硅鋁率值在2.39～2.72，土的主要礦物成分為高嶺石，成果見表1。

2.2 土料含水率對(duì)比試驗(yàn)

在料場(chǎng)分別對(duì)不同深度土料做含水率對(duì)比試驗(yàn)，其結(jié)果表明：在不同深度土料含水比例變化大致相當(dāng)，平均差值為-3.2%，平均比例系數(shù)為0.924。試驗(yàn)成果見表2。

表2 土料含水率對(duì)比試驗(yàn)關(guān)系表

2.3 顆粒分析試驗(yàn)

本次顆粒分析試驗(yàn)共取樣16 組，可以看出，在顆粒級(jí)配組成中，小于0.08 mm 細(xì)粒含量在52.2%～90.2%，平均77.8%；小于0.00 5 mm 黏粒含量在15.0%～30.0%，平均23.6%。其試驗(yàn)成果見表3 和圖1。

圖1 防滲料級(jí)配曲線

表3 顆粒分析試驗(yàn)成果表

2.4 土料液塑性試驗(yàn)

本次液塑性試驗(yàn)共取樣12 組，土料平均塑性指數(shù)為16.1，屬于高液限黏土（CH）。其試驗(yàn)成果見表4。

表4 防滲料塑性指數(shù)試驗(yàn)表

2.5 力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)成果

對(duì)防滲土料采用普氏功能擊實(shí)（604 kJ/m3）進(jìn)行了12 組擊實(shí)試驗(yàn)。最大干密度1.23～1.40 g/cm3，平均1.35 g/cm3，最優(yōu)含水率33.0%～43.5%，平均37.6%，天然含水率平均43.3%，天然含水率平均值大于最優(yōu)含水率平均值5.7%，見表5。施工中應(yīng)進(jìn)行天然含水率的調(diào)整，使天然含水率與最優(yōu)含水率較接近，有利于施工。由于料場(chǎng)土料大于2 mm 顆粒含量在0.1%～10.6%，平均2.6%，土樣較為均勻，建議施工中以5 mm 以下細(xì)料擊實(shí)密度為控制參數(shù)，同時(shí)使含水率控制在最優(yōu)含水率的-2%～+3%范圍。土料滲透系數(shù)為1×10-7cm/s，為極弱透水性，破壞坡降大于4.0，為流土型破壞。

表5 防滲土料室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)成果

3 H I L F 試驗(yàn)與常規(guī)試驗(yàn)的對(duì)比成果

用HILF 試驗(yàn)方法與常規(guī)試驗(yàn)方法的對(duì)比試驗(yàn)成果（見表6 和圖2），可以看出，HILF 試驗(yàn)結(jié)果平均值為98.1，最大值103，最小值92.6，標(biāo)準(zhǔn)差較小，其相關(guān)系數(shù)為0.970。

表6 H I L F 試驗(yàn)方法與常規(guī)試驗(yàn)方法的對(duì)比試驗(yàn)成果

圖2 對(duì)比試驗(yàn)成果圖

4 工程應(yīng)用情況

統(tǒng)計(jì)工程應(yīng)用情況由圖3 和數(shù)據(jù)表7 可以看出，HILF 試驗(yàn)結(jié)果平均值為97.7，最大值102.9，最小值92.4，標(biāo)準(zhǔn)差較小，其相關(guān)系數(shù)為0.970。

表7 工程應(yīng)用情況試驗(yàn)成果

圖3 應(yīng)用情況H I L F 試驗(yàn)成果對(duì)比圖

5 結(jié)論

根據(jù)以上圖表信息，根據(jù)土料壓實(shí)度與HILF 試驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)性分析，得出其相關(guān)系數(shù)為0.970。試驗(yàn)時(shí)間縮短平均每次達(dá)到315 min，能夠明顯降低試驗(yàn)時(shí)間，且填筑土料合格率達(dá)到了98%以上，土料填筑壓實(shí)控制試驗(yàn)壓實(shí)度達(dá)到90%以上，壓實(shí)度值分布在90%～98%居多，壓實(shí)效果滿足設(shè)計(jì)文函及相關(guān)規(guī)范技術(shù)要求。