［摘要］西霞院反调节水库电站厂房坝段地基为上第三系地层，该地层岩土性质并存，岩性相变大，强度跨度大，产状不清晰，被统称为“软岩硬土”。本文针该地层提出了仿真试验测试技术，对地层中典型的未胶结砂和粘土岩进行了测试，较好地获取了力学特性指标，为地基承载力的补偿理论在水利工程中的应用开辟了一种新的研究途径。

［关键词］软岩硬土力学特性仿真试验西霞院水库

1 引言

无论是狭义的软岩(soft rock)还是广义的软弱岩石(weakrock)都已受到了国内外工程界和学术界的普遍重视。现在国内外软岩和硬土界限的划分标准不尽相同，多数以单轴（无侧限）抗压强度为分类指标。对工程而言，软岩与硬土的界限划分不仅为更准确地评价岩土体的质量等级提供依据，更重要的是确定测定该类岩土体的力学特性方法。现行的岩石和土工试验规程规定的试验方法适用于典型的岩体和土体，针对这种过渡性岩土体，测试方法的适用性等问题需进一步分析研究。

2 工程特性

西霞院反调节水库是小浪底水利枢纽的配套工程，位于黄河中游最后一个峡谷段与下游宽浅河段的过渡段。该工程电站厂房坝段坝基为上第三系洛阳组地层，该层与第四系呈角度不整合接触。其顶面起伏不平，在基坑区揭露的顶面高程为101.5～87.5m。其岩性为砂、泥互层，坝址区两岸无天然露头，基坑揭露厚度约100m。该地层主要特点为：岩土性质并存，岩性相变大，强度跨度大，产状不清晰，标志层不明显，小构造比较发育及具有一定的不均一性。

3 仿真试验模型

仿真试验模型如图1 所示，试样尺寸为500mm×500mm×500mm，中心钢柱直径50mm，采用原状砂作为柔性垫层材料，模拟基坑开挖后回填的沙砾石垫层，厚度为50mm，试样侧面和周边采用钢板约束。根据模型尺寸大小进行了数值模型分析，试样在中心荷载下满足半无限体。样品的位置在高程95～100m,基坑开挖前地面高程为127～129m，为更好的模拟实际施工状况，对试验样品测试前施加不同的上部荷载（后简称为预加荷）。

本次试验采用的柔性加压系统示意图如图2。在试件表面平铺一层柔性垫层（原状砂），厚度为50mm。压力机将力f 传给钢架后，钢架又通过钢板将力传递给柔性垫层，最终柔性垫层将力均匀地施加在试件的上表面。当预加荷载为0 时，不再铺设柔性垫层，其中钢架被支起，凌空于试样上表面，钢架与压力机上承压板接触紧密。

试件表面变形测