定西市安定区引洮工程蓄水池湿陷性地基处理探究

定西市安定区引洮农村供水工程蓄水池地基属第四系风积马兰黄土(Q),具高-中压缩性,湿陷性强烈-中等,属自重湿陷性场地,对工程建设危害性很大。国内外专家、学者对湿陷性黄土的基础处理虽有不同研究,但系统的研究较少。通过建立地基力学性质体系,依据实验数据和湿陷性计算结果,开挖深度至设计高程后,采用整片翻夯1.5m处理,翻夯后压实系数不小于0.95;消除地基部分湿陷性,处理范围大于蓄水池基础外缘1.5m,设1.0m厚的10%水泥土保护层,压实系数不得小于0.97,以解决天然地基中的湿陷性和渗漏问题。     

不同干密度压实黄土垂直积水入渗特性

为探究受干密度变化影响下的压实黄土垂直积水入渗特性,以延安黄土为例,利用自主研发的一套一维土柱垂直入渗试验装置,设置三组不同干密度压实土柱进行常水头积水入渗试验。结果表明：入渗率和湿润锋前进速率与压实黄土干密度存在负相关性,导致相同积水入渗时段,干密度越大,累积入渗量越少,湿润锋前进距离越短;干密度变化对入渗率影响主要体现在积水入渗前期,随时间推移影响程度逐渐减小;积水入渗试验中,同一深度相邻传感器响应时间间隔与压实黄土干密度存在正相关性,且干密度越大,土体增湿过程越相对缓慢;试验土体增湿过程中,渗透系数逐渐增大,介于10-9～10-4cm/s之间,当体积含水率在20%～30%时,渗透系数受干密度变化影响不明显,当体积含水率大于30%,干密度越大渗透系数越小;压实黄土增湿稳定时,体积含水率小于饱和态,渗透系数近似等于饱和渗透值。     

湿陷性黄土雨水入渗规律试验研究

为了探究西宁地区湿陷性黄土在雨水作用下,水分入渗迁移规律以及对湿陷性黄土湿陷性的影响,以青海省西宁市典型湿陷性黄土场地为研究对象,结合西宁市水文气象特点,对湿陷性黄土场地有限雨水量入渗的现场浸水并取样进行了土工试验。结果表明:湿陷性黄土在有限雨水入渗作用下湿陷性和自重湿陷性均有一定程度退化但未完全消除;湿陷性黄土场地在有限雨水作用下水分的迁移作用范围和程度有限且呈各向不对称分布。根据现场试验结果并结合土中水分不同赋存状态,分析了湿陷性黄土中水分迁移动力、途径及机理。研究结果可为西宁湿陷性黄土场地在雨水等有限浸水量作用情况下的地基处理方案比选提供依据。     

大厚度湿陷性黄土场地工程处理试桩实例

在湿陷性黄土地区进行建设,应根据湿陷性黄土的特点和工程要求,因地制宜,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷性对建筑物产生危害。在施工前对各种类型的地基处理进行试桩试验,施工工艺更改为地基土上部15.0m采用沉管成孔,下部采用机动洛阳铲成孔,桩身全段采用重锤夯填,成孔直径Ф400mm、桩间距1000mm,夯填锤重1300kg,孔内每次填料0.10m3(0.8m),夯填锤击数8击;通过桩体压实系数、桩间土平均挤密系数检测,确定桩间土的最小挤密系数、压缩性、湿陷性等物理力学性质指标。     

兰州高坪黄土湿陷系数的试验压力取值探讨

湿陷性黄土场地的湿陷性质、类型评定与侧限浸水压缩试验的测试压力关系密切.考虑地区、基础型式、埋深和应力扩散的综合影响,确定湿陷系数测试压力,为准确确定地基的湿陷量提供依据.通过兰州两处高坪8个不同位置的湿陷性黄土的室内湿陷性试验,分析黄土密度、含水量、湿陷系数沿深度的变化规律.针对中小型建筑工程采用条形基础时,考虑3个不同基底压力在地基中的附加应力扩散规律,探讨饱和黄土地基总应力沿深度的变化规律,给出不同深度的黄土湿陷系数的浸水压力的建议值表.     

兰州新区湿陷性黄土地基处理

工程界对于黄土湿陷性的研究和应用日趋完善,不仅对其影响因素进行分析,并且对其进行二元结构本构模型分析和采动厚湿陷性黄土破坏数值模拟研究。主要探讨了湿陷性黄土的工程处理措施。根据黄土湿陷性的特点,依托兰州新区市政道路的工程地质情况,分析判定了黄土的湿陷等级和处理深度,总结归纳了本地区湿陷性黄土地基处理的各种方案,即在一般黄土地区路段,预防为主,防止路基俩侧积水,对积水洼地和地表裂缝进行填平、夯实,道路两侧排水沟渠进行防渗加固。在重要路段,采取以下几种处理方案加以处理:换填灰土垫层法、重锤夯实法、冲击碾压法、强夯法以及孔内深层强夯法,详细介绍了这几种方法的加固机理、适用的情况、检测方法以及优缺点进行了讲述,并对灰土换填法灰土衰减机理的分析引申到工程的检测评定指标以及湿陷性黄土地基处理方案的有机合理叠加。根据拟建工程的实际情况,新区市政道路工程对各级湿陷性黄土采用了路床灰土换填及灰土底面以下翻挖重新压实或冲击碾压的有机结合的地基处理方案,达到了资源整合经济合理有效利用的目的,收到了预期的经济效益、环境效益和社会效益,并对湿陷性黄土地区的地基处理具有一定的借鉴意义。     

黄土水分入渗规律的数值模拟研究

运用数值模拟手段研究地表入渗作用下土水特征曲线(SWCC)参数与边界条件对入渗结果的影响,以探究黄土中水分入渗的规律。使用HYDRUS-1D软件建立土柱试验数值模型,使用控制变量法,逐一改变SWCC参数(VG模型参数)与边界条件以探究其各自对模拟结果的影响。模拟结果显示:入渗速率、特定时间节点的入渗深度与饱和渗透系数k_s成正比,与饱和含水率θ_s成反比,与VG模型参数α成反比,与VG模型参数n成正比,与残余含水率θ_r几乎没有关系,与入渗边界的水头高度呈正比。研究结果表明,饱和渗透系数k_s是非饱和渗流的重要影响因素,饱和渗透系数较大,代表土体更松散,导水能力更好。提高模型饱和含水率θ_s会使入渗速率下降,入渗深度变浅,这是因为提高饱和含水率影响了土体中初始水分的分布,水分在土体中形成的连续性通道变少。残余含水率与土体中自由水的运移无关,因而对土体中的水分渗流没有影响。SWCC参数α、m、n的大小与土体孔隙结构、颗粒组成有关,改变SWCC参数会使土的渗流特性发生改变。上部水头增大会使渗流加快,但在超出土体饱和渗流能力的情况下,增大上部边界水头对渗流影响很小。     

挤密桩法处理自重湿陷性黄土地基的试验

西北地区的湿陷性黄土厚度大,湿陷性强,目前对湿陷性黄土地基处理的理论研究仍然无法满足工程实践的需求.如何经济、高效、合理地处理湿陷性黄土地基成为西北地区工程建设的热点问题.通过西北某综合管廊工程挤密桩法处理自重湿陷性黄土地基的现场试验以及室内土工试验,得出该地区综合管廊工程挤密桩法处理自重湿陷性黄土地基的建议桩长、桩间距、以及桩身填料.通过研究发现使用挤密桩法挤密后的地基土体湿陷表现形式,并由此提出针对高填方湿陷性黄土地基分层铺设防水土工布的地基处理方法.     

强夯法处治湿陷性黄土路基的数值分析及应用

针对Ⅲ级自重湿陷性黄土遇水强度降低、变形较大的情况,采用数值模拟和现场试验的手段,分析强夯处治后位移场、应力场和塑性区的变化规律.以某高速公路段为例,设计强夯处治方案,并通过现场夯沉量试验和标准贯入试验,得出强夯处治Ⅲ级自重湿陷性黄土的最佳夯击次数及有效的处治深度.研究表明,强夯单点夯实作用后位移场和应力场重新分布,其有效的水平夯实范围为3m,剪切塑性区体积增大;Ⅲ级自重湿陷性黄土最佳的夯击次数是5次,强夯竖向有效处治深度为4m.数值模拟结果与现场试验数据对比分析结果一致,证明强夯处治方案合理,强夯处治对于Ⅲ级自重湿陷性黄土地基效果显著.     

挤密桩处理高填方湿陷性黄土地基的现场试验分析

以延安新区综合管廊项目中挤密桩处理地基为背景,为了研究挤密桩对高填方的湿陷性黄土地基承载力和消除湿陷性的处理效果问题,进行了现场试验段的分析。首先,在试验场地设计了7个实验组,分析了桩心距、桩孔填料、处理深度、处理范围等因素的影响,处理后测得了两桩间和三桩间各个实验点的地基密实度变化值;其次,进行了现场的静载试验、桩体取样试验、小面积浸水和大面积浸水试验,测量得到了在不同情况下的浸水试验的各组湿陷沉降量。结果表明:桩心距在2.5d范围内基本上不仅可以解决承载力问题还可以完全消除回填黄土的湿陷性;桩孔填料为灰土时的处理效果明显优于素土,灰土配合比为3∶7时能满足要求;小面积浸水试验消除的湿陷性为外荷载湿陷性,大面积浸水可以完全释放地基的湿陷性。     

压实黄土力学特性室内试验研究

对山西吕梁某地黄土状填土进行室内试验研究,分析其工程力学特性,对比不同击实能下的击实曲线,表明随击实能增大,最大干密度增大而最优含水量减小.进行室内侧限压缩试验,分析含水量和击实能对压实黄土孔隙比和压缩系数的影响,试验结果表明：含水量越大压缩系数越大,随压力的增加含水量越大的压实黄土孔隙比减小越快;含水量和竖向压力相同时,随着击实能增大,土样孔隙比减小,压缩系数减小.     

重力式地下孔灌土壤水分运动规律试验研究

设计了一种重力式地下孔灌系统,具有集雨和灌溉双重功能.通过室内土箱试验,研究了不同压力水头、竖管孔径和埋深条件下土壤水分运动规律.结果表明:Philip入渗模型能够较好地描述重力式地下孔灌土壤入渗过程,决定系数大于0.99;累积入渗量随压力水头和竖管孔径的增大而增大,竖管埋深对其影响微弱;幂函数能够较好地描述湿润锋运移过程,湿润锋运移距离呈现出垂直向下大于水平方向、水平方向大于垂直向上的规律;三个方向上的湿润锋运移距离与压力水头和竖管孔径呈正相关,竖管埋深对其影响较小.重力式地下孔灌土壤入渗主要受压力水头、竖管孔径等因素的影响.     

考虑船闸闸室宽度影响的横向渗流阻力系数法

为在船闸闸室的二维横向渗流计算中考虑闸室宽度的影响,基于改进阻力系数法,建立了考虑出流宽度的阻力系数局部计算模型。改变地基深度与防渗深度、出流宽度的比值,运用ABAQUS软件计算渗透量,确定流量系数、阻力系数及分配系数,绘制各系数图表。结果表明,闸室宽度越窄、防渗深度越深,对横向出流宽度的影响愈显著。对于等级较低、闸室宽度较小、水头较大的船闸,应充分考虑闸室宽度的影响,防止低估出口段坡降值而不利于渗流稳定性。     

不同入渗水头对土壤水平一维入渗的影响

通过对不同入渗水头下的土壤累积入渗量及湿润锋进行分析,得出了累积入渗量与不同入渗水头以及湿润锋与不同入渗水头之间的变化规律,即随着入渗水头的增加,其累积入渗量和湿润锋在整体上有增加的趋势,但其增加的趋势并非像恒定水头时的土壤累积入渗量那样呈乘幂分布,而是具有一定的阶梯性,呈阶梯形增加。同时对其变化机理进行了探讨,旨在对蓄水坑灌条件下的土壤水分运动及入渗规律的进一步研究提供合理的参考依据。     

螺杆桩处理湿陷性黄土挤密效果分析与评价

螺杆桩因其特殊的成桩工艺和挤土效果,可有效改善桩间土的力学特性并消除黄土的湿陷性.为了研究螺杆桩消除黄土地基湿陷性的效果,对螺杆桩在不同桩心距条件下黄土的挤密效应进行较为系统的研究分析.试验结果表明:螺杆桩处理后的黄土复合地基,其桩与土之间有较好的挤密效果,黄土湿陷性明显消除;由于成桩工艺的特殊性,随着桩侧水平距离的增...     

峰峰新三矿煤矸石山土壤水分特性研究*

为了解煤矸石基质土壤的水分特性,为煤矸石山水土保持、生态修复和复垦提供理论依据,试验选用峰峰新三矿6种不同煤矸石基质土壤,采用室内模拟试验的方法,测定土壤孔隙度、渗透系数和水分入渗规律。试验结果表明:混合基质土壤孔隙度随掺土比例的增大而增大,掺土后基质总孔隙度显著增加;基质土壤的渗透系数山脚山腰山顶;矸土比为7∶3、5∶5和3∶7的混合基质土壤的渗透系数分别是原矸石的0.643、0.517和0.459,掺土后渗透系数显著降低。山脚矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山腰的1.111和1.078倍;山腰矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山顶的1.096和1.102倍;矸∶土/7∶3的初始入渗率和稳渗率分别为5∶5的1.152和1.149倍;矸土比5∶5的初始入渗率和稳渗率分别为矸土比3∶7的1.179和1.057倍。矸土混合土壤的初始入渗率、稳渗率均随矸土比的减小而迅速减小,入渗达到稳定状态的时间随矸土比的减小而增加。Kostiakov入渗模型更适合作为风化煤矸石的入渗模型,通用经验模型更适合作为掺土煤矸石的入渗模型。矸石掺土可以显著降低入渗率,提高累积入渗量,有益于煤矸石山的植物生长。     

冲击碾压技术在湿软性黄土路基处理中的试验研究

为了研究冲击碾压技术在湿软性黄土路基处理中的适用性及加固效果,基于某高速公路路基工程,采用冲击碾压技术进行地基处理和路基的分层填筑压实,测定了土体的压实度和沉降量。试验结果表明,冲击碾压技术适用于浅层湿软性黄土地基处理,有效处理深度为80 cm;且其影响深度随冲压遍数的增加而增加,冲压遍数以30遍为宜。同时,结合沉降量的试验结果,还探讨了冲压质量的控制标准。     

非补水条件下同心压实黄土的冻融特性

为揭示宁夏压实黄土在非补水条件下的冻融特性,结合当地地域特点,设计正交试验方案,采用封闭系统一维单向冻融试验方法,研究了宁夏压实黄土的冻胀融沉变形随压实度、饱和度和冻融循环次数变化的规律,建立了冻胀率、融沉系数与压实度、饱和度和冻融循环次数的关系模型。结果表明：非补水条件下,冻融循环对压实黄土的冻融变形有明显影响,饱和度越大,影响越明显;饱和度<40%时,试样表现为冻缩融胀现象,且压实度越大,冻缩融胀越明显;冻胀率与融沉系数均随压实度的增大而减小,随着饱和度的增大呈非线性增大;压实度和饱和度对冻融变形的影响非常显著,尤其是饱和度的影响,饱和度由40%增加至85%,冻胀率最大增量约5%;建立的冻胀率和融沉系数的模型显著性高,与各因素有很好的相关性,可用于预测封闭系统非补水条件下压实黄土的冻融变形。