渠道运行多年后渠体中各土体物理力学性质对比情况分析

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1、渠道运行多年后渠体中各土体物理力学性质对比情况分析摘要：本文以新疆某己建成的输水干渠工程为实例，通过对渠体中各不同岩性土体的取样试验，得出不同的物理力学参数，用来和渠道竣工验收期的资料进行对比，分析其发生变化的原因，以期为相关类似工程提供经验依据。关键词：干渠；岩性；干密度；抗剪强度中图分类号：U612文献标识码：A文章编号：1006-7973(2016)11-0048-021工程概况新疆某输水工程是一项以解决乌鲁木齐经济区、北疆油田的城市供水和工业用水及沿线生态用水的跨流域、长距离调水工程，工程由两大部分构成，以某节制退水闸为

2、界，分为Z干渠和N干渠工程(N干渠又分为戈壁明渠、沙漠明渠和平原明渠三段)。Z干渠工程于2000年竣工通水，N干渠工程于2005年竣工通水。目前Z干渠已运行16年，N干渠运行11年，渠道目前整体运行情况良好。2基本工程地质条件Z干渠渠线先后穿越E河IV级阶地，剥蚀起伏平原、冲洪积平原、风蚀平台与洼地、低山丘陵五个不同的地貌单元。渠线大部分位于E河与W河河间地块所夹的冲洪积剥蚀起伏平原上，地形东高西低，北高南低，由北东向南西缓缓倾斜，高程由640m渐降为600m。N干渠工程所涉及的范围，北起准噶尔盆地北部的W河南岸，向南穿越准噶尔

3、盆地及盆地中心的古尔班通古特沙漠，终止于天山北缘冲洪积平原区。总地势北高南低、东高西低，南端地势又缓慢上升。按地貌形态和成因类型可分三大地貌单元：干燥剥蚀基底平原区、风成沙漠区、冲洪积平原区。Z干渠和N干渠沿线广泛分布有古近系、新近系、第四第地层，仅Z干渠渠首段分布有古生界泥盆系和石炭系地层，其中古近系、新近系地层在渠道沿线分布较广，自Z干渠渠线4+750段〜N干渠戈壁明渠段，岩性主要为古近系红砾山组（E1〜2）紫红、砖红色泥岩、砂质泥岩夹薄层砂岩和砾岩，古近系W河组（E2〜3）灰白色石英砂岩、含砾砂岩、浅红色泥岩和泥质粉砂岩互

4、层，以及新近系（N1）砖红色泥岩、砂质泥岩、粉细砂岩互层。其次为第四系地层，主要分布在N干渠的沙漠明渠段及平原明渠段，和少量分布在Z干渠渠首、W河河谷、各级台地斜坡地带冲沟内。其中沙漠明渠段渠道岩性主要为上更新统〜全新统风积砂层（Q3〜4eol）,平原明渠段渠道岩性主要为全新统冲洪积含细粒土砂、低液限粉土夹粉细砂透镜体（Q4al+pl）,Z干渠渠首、W河河谷、各级台地斜坡地带冲沟内主要分布有中更新统冲洪积含细粒土砂（Q2al+pl），中〜上更新统冲洪积砂砾石层（Q2〜3al+pl）。Z干渠位于准噶尔坳陷盆地西北边缘隆起部位，工程

5、区内古近系、新近系地层时代较新，经受构造活动次数少，区域构造相对简单。N干渠工程涉及两大地质构造单元，以阜康断裂为界：北为准噶尔挤压构造坳陷区，南为天山北缘推覆构造带。N干渠工程的输水线路戈壁明渠段、沙漠明渠段、平原明渠前段均在准噶尔挤压构造坳陷区内；输水渠线平原明渠后段及尾部在该拗陷区南部边缘，距天山北缘推覆构造带较近。3工程运行至现状年渠体各土体物理力学性质对比情况分析为了解Z干渠、N干渠自2000年8月通水运行至现状年（2013年9月〜2015年5月）期间渠体的工程地质条件和一期一步竣工时的情况进行对比，本阶段对渠道填方段

6、、挖方段分别选取了不同岩性、不同深度，在渠堤顶部共布置探坑42个，单坑深度2〜3m，共取样90组，部分试验结果对比情况见表1〜2。经试验及运行期验证：(1)Z干渠基础岩性为砂砾岩段，施工时干密度为1.82〜1.90g/cm3,抗剪强度：C=8〜15kPa，巾=32〜35°，本次取样试验结果干密度1.96g/cm3,抗剪强度:C=23kPa,4>=37.0°；(2)Z干渠基础岩性为砂岩段施工控制压实干密度1.70〜1.80g/cm3,抗剪强度:C=14〜25kPa，小=28〜30°，本次取样试验结果干密度1.77g/cm3,抗剪强

7、度:C=28.6kPa,4)=31.3°。(3)Z干渠基础岩性为粉土质砂段施工控制压实干密度1.70〜1.72g/cm3，抗剪强度：C=4〜10kPa，小=26〜29°，本次取样试验结果干密度1.71g/cm3，抗剪强度：C=31.3kPa,4)=29.3°。(4)N干渠戈壁明渠基础岩性为砂岩段，控制施工压实干密度为1.71〜1.86g/cm3，抗剪强度：C=10〜29kPa,小=27〜31°，本次取样试验结果干密度1.88g/cm3,抗剪强度：C=10.5kPa，4)=30.5°。(5)N干渠沙漠明渠基础岩性为粉细砂段，控制施

8、工压实干密度为1.69〜1.71g/cm3,抗剪强度：C=5〜7kPa，巾=26〜27°，本次取样试验结果干密度1.75g/cm3,抗剪强度：C=24.4kPa,小=29.8°。(1)N干渠平原明渠基础岩性为低液限粉土段，控制施工压实干密度为1.68〜1.80g