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毛乌素沙漠地区特殊路基处理技术研究

董秀坤  
【摘要】:在沙漠公路建设中,不仅会遇到风积沙施工压实以及防风固沙等技术难题,也会遇到很多特殊路基处理技术问题。其中包括,由于动植物遗体腐化后与风积沙混合形成的特殊路基土处理,以及低洼积水处形成的含淤泥风积沙软弱地基处理等。先期建设的国道210榆林至陕蒙界高速公路(半幅)全线76km路段中遇到了大量特殊地基问题,其中包括20余处海子滩地、淤泥土地基、腐殖土地基及牲畜粪便地基等特殊地基路段;同时也有十几公里地下水位接近地表的路段。后续开工建设的的另半幅沿线88kmn中,4km为河谷阶地沉积区,地层以含水量高的细沙土为主,地基承载力较低;53kmn为湖盆滩地区,地下水埋藏较浅,雨季低洼处常积水形成海子或湿地,地表为冲积或湖积淤泥质亚粘土,地基多具有水平层状结构;18km大部分位于湖盆滩地上,局部有盐碱土,地下水位较高,特殊地质路段分布较广。可见特殊路基处理问题成为该沙漠地区高速公路建设中的突出问题。 本文在调查和收集国内外沙漠公路有关资料的基础上,以榆林至陕蒙界沙漠高速公路为依托,对沙漠公路特殊路基处理技术开展了以下研究: 1.通过室内试验,研究了不同含泥量风积沙的物理特性,对不同含泥量风积沙的工程地质特性进行了评价。通过对不同含泥量风积沙的压实试验,研究了不同含泥量风积沙的压实特性。 2.研究了不同含泥量风积沙力学指标的变化范围,给出了不同含泥量风积沙最大干密度的确定方法;对不同含泥量风积沙的路用性能进行了综合评价,提出了适合作为路基填料的含泥量范围。 3.在陕蒙沙漠公路选取6处试验段,对天然地基和不良地基处理后的承载力进行了载荷试验研究,提出了地基处理技术措施。 4.采用有限元软件对风积沙的天然地基和处理后的地基进行数值分析,从地基承载力和地基变形方面探讨风积沙地基力学特性。结果表明当土体强度参数与实际情况接近时,用有限元分析软件模拟与现场载荷试验具有一致性,两种方法结果接近。采用有限元分析方法对不良地基处理前后进行了数值分析,分析结果表明经过处理后,地基的工程特性明显改善。 5.应用范例推理方法预测风积沙路基最终沉降,在以往的风积沙路基沉降和当前的风积沙路基沉降预测之间建立了合理的推理关系。计算预测结果与实际接近,具有较强适用性。同时为了比较验证,也对风积沙地基采用传递矩阵法进行了应力和位移计算。 6.对陕蒙高速公路特殊地基的各种处理方案采用灰色区间关联决策方法进行了优化分析,通过对每一个影响工程处理方案选择的因素进行分析,从而找到最大关联度的方案。这种方法对多指标系统的评价贴近于实际。


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