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吉林省东部地区草炭土渗透特性研究及其应用

毛文飞  
【摘要】:近年来,我国东北沼泽草炭土地区路基的不均匀沉降问题在线路工程建设中频繁出现,而作为软土固结沉降计算中的一个重要方面,目前对于季冻区草炭土渗透性的研究还比较少。本文依托国家自然科学基金项目“季冻区沼泽草炭土的结构特性及本构关系研究”以及吉林省交通厅的多个相关课题和多项科研项目,针对吉林省东部地区草炭土的渗透特性,通过草炭土室内及现场渗透试验,对草炭土渗透性的影响因素及其影响规律进行了较为全面的分析。以吉林省蛟河市黄松甸草炭土路基填筑工程为依托工程,结合一维渗透固结理论,对固结沉降中渗透系数的变化及取值进行了分析和研究,得到了草炭土渗透性对实际线路工程路基沉降的影响规律。通过对上述问题的具体研究,得出以下结论: 1.由于在草炭土的形成过程中有机质会定向或半定向分布,导致草炭土渗透特征在竖向和水平向上存在明显的差异性,且不同层位、不同地点的天然草炭土,其差异性也不同,但随着试验中固结应力的增大,渗透性都会显著降低,当固结应力增加至100kPa时,渗透系数会下降致天然状态下的10%-40%左右。 2.草炭土天然密度及其埋深对草炭土渗透性的影响并不大,分解度与有机质含量是影响草炭土渗透性的主要因素。随着草炭土分解度的增大,渗透性会显著降低,且渗透性受外界因素的影响会越不明显;随着有机质含量的增加,草炭土渗透性受也会呈现处明显的减弱趋势。 3.通过现场草炭土层抽水试验,吉林省蛟河市黄松甸高速公路段草炭土的平均渗透系数为4.49×10-5cm/s,且受到环境因素的影响,该地区天然状态下草炭土室内渗透试验结果与现场抽水试验结果有一定的差异性。 4.在相同的排水固结模式下,草炭土层渗透性越好,其固结速率越快。在黄松甸段公路路基填筑过程中,路基中心点处沉降量最大,在t=234天时,固结度U t达到0.90,沉降值St=21.36cm。


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