钱塘江冲海积粉土工程特性试验研究

【摘要】：杭州的发展已由“西湖时代”跨向“钱塘江时代”,钱塘江冲海积粉土已成为城市发展建设中普遍遇到的土类。粉土是介于砂性土和黏性土之间的一种过渡类型土,工程性质既与砂性土不同又与黏性土有较大区别。本文通过工程地质调查研究、室内试验研究和自行研制开发粉土抗渗强度测定设备等方法,对钱塘江冲海积粉土工程特性开展研究,主要工作有以下几个方面。 一、钱塘江冲海积粉土地质特征研究。根据杭州钱塘江两岸几十项工程近千个钻孔的试验成果,从地质成因着手分别归纳出下沙区、钱江新城、滨江区三个研究区冲海积粉土层典型地质剖面。通过统计分析,研究其颗粒组成特征及基本物理力学性质。冲海积粉土层以砂质粉土为主,呈“高粉性、低黏性”的地区特点,在地下水动水压力作用下极易产生渗透破坏。 二、钱塘江冲海积粉土土水体系特性试验研究。通过对钱塘江冲海积粉土的x衍射试验和扫描电镜试验,研究钱塘江冲海积粉土矿物成份和微观结构特征。通过对不同粉粒、砂粒、黏粒比例土样的液塑限联合测定试验,研究圆锥在三个不同下沉深度范围(3-4mm,7-9 mm,15-17 mm)的下滑情况,圆锥下沉量与含水率关系。常规的液限和塑限不能代表粉土的塑性特征。结合近百个粉土和粉质黏土密度计法测定的试验结果,提出粉土分类定名的几点建议。 三、钱塘江冲海积粉土剪胀特性试验研究。通过三轴固结不排水CU和固结排水CD试验,研究钱塘江冲海积饱和粉土的应力应变性状和剪胀特性。在对钱塘江饱和粉土三轴试验研究的基础上,采用常规三轴仪,通过对不同饱和度系列粉土的固结排水CD试验,研究钱塘江冲海积非饱和粉土的应力应变性状和剪胀特性。钱塘江冲海积粉土的剪切破坏要经历一个大的变形过程,固结排水剪切过程的应力应变性状可分为四个阶段。取应变继续而没有进一步体积变化的临界状态做破坏标准,确定粉土排水剪切强度指标较合理。 四、钱塘江冲海积粉土渗透特性试验研究。采用改进的常水头试验方法,研究了钱塘江冲海积粉土渗透规律。对钱塘江两岸下沙区,钱江新城,滨江区三个研究区30余项工程变水头试验结果进行统计分析,结合典型工程现场抽水试验结果,研究具微层理构造的钱塘江冲海积粉土层的渗透特性,提出钱塘江冲海积粉土渗透性指标。 五、自行研制开发粉土抗渗强度测定设备。针对目前还没有合适的室内试验仪器测试粉土抗渗强度的现状,从试样极限平衡状态出发,对土体进行受力分析,研制粉土抗渗强度测定设备,研究解决粉土饱和难问题的试验方法。设计变水头装置和透明接水容器,保证粉土抗渗强度测定的可靠性和准确性。多个渗透容器并联成多套装置,可实现多个样本同时测定。 六、钱塘江冲海积粉土渗透稳定特性试验研究。采用自行研制的粉土抗渗强度测定设备,对五种典型钱塘江冲海积粉土样本进行了渗透稳定特性试验,对微层理原状样进行了渗透稳定各向异性试验,对设置尼龙滤网土工布抗渗层进行了渗透稳定特性试验。研究钱塘江冲海积粉土渗透破坏机理,并提出相应的工程防治措施。为粉土地基渗透破坏的防控提供依据,为工程建设引起的地质灾害防治打下良好的基础。