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湿陷性黄土高填方地基处理技术及稳定性试验研究

梅源  
【摘要】:随着国民经济的迅速发展和西部大开发战略的全面实施,湿陷性黄土山区土地的大规模开发趋势得以清晰凸现,通过填方压实而形成的湿陷性黄土高填方地基将大量涌现。此类地基的变形及稳定性问题备受学术界及工程技术人员的关注。本文通过系统总结国内外关于湿陷性黄土高填方地基变形及稳定性的研究成果,围绕湿陷性地基的加固处理、黄土压实、压实黄土的变形及强度特性、高贴坡变形模式及稳定性、深堑填方地基变形规律等关键问题,依托吕梁机场试验段工程开展了以下内容的研究: (1)采用原状黄土与重塑黄土联合制作模型,开展大型土工离心模型试验,分析了湿陷性黄土高贴坡及深堑填方地基在天然含水量及饱和状态下的稳定性、变形的主导因素、工后变形量及变形速率的特征、工后沉降与变形稳定时间的关系、土体饱和时模型开裂破坏的模式及其原因等问题,在此基础上,采用数值方法分析了高贴坡合理的坡度及不同含水率状态下边坡的稳定性。 (2)通过动力触探试验、桩间土室内土工试验及现场载荷试验对采用素土挤密桩和碎石桩处理后的试验场区湿陷性黄土地基进行检测,分析试验前后土体孔隙比、干密度、压缩模量、动力触探击数等物理力学参数的变化规律,得到处理后的土体变形模量、地基承载力特征值及其对应沉降量。从而明确了素土挤密桩和碎石桩处理试验场区深厚湿陷性黄土的效能,并给出了采用素土桩和碎石桩处理类似试验场区湿陷性黄土地基的合理施工参数。 (3)针对试验场区高填方下深厚湿陷性黄土地基强夯加固参数及效果开展了系列试验研究,分析了强夯前后各试验区平均夯沉量和土体主要物理力学指标的变化规律,并给出2000kN·m、3000kN·m及6000kN·m能级条件下强夯加固的夯点中心距、最佳击数、停夯标准及有效加固深度等主要参数,在此基础上确定了类似试验场区湿陷性黄土地基强夯有效加固深度的估算方法。 (4)针对试验场区马兰黄土的压实工艺开展了击实试验及系列现场试验研究,分析了含水量对压实效果的影响和单项工艺及新型组合工艺的压实工效,给出了压实马兰黄土主要物理力学性质、填筑地基承载力特征值及土体变形模量的参考值。 (5)针对试验场区压实马兰黄土的变形及抗剪强度特性开展了压缩及直剪试验研究,分析了初始压实度及初始含水量与抗剪强度指标之间的关系及其对土体压缩变形的影响,并基于割线模量法提出了压实马兰黄土在初始压实度及初始含水量变化时的变形修正公式。该公式可以用于类似工程压实马兰黄土填筑地基变形分析与计算。


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