大厚度自重濕陷性黃土濕陷變形特性水分

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1、大厚度自重濕陷性黃土濕陷變形特性水分入滲規(guī)律及地基處理方法研究李慶亮目錄1引言12試驗(yàn)概況22.1場(chǎng)地條件22.2浸水試坑布置和儀器埋設(shè)32.3DDC處理區(qū)域布置42.4擠密樁區(qū)域布置43試驗(yàn)成果分析53.1濕陷變形特性研究53.2水分入滲規(guī)律研究63.3地基處理合理方法研究74結(jié)論9參考文獻(xiàn)10長(zhǎng)春工程學(xué)院第10頁(yè)共11頁(yè)大厚度自重濕陷性黃土濕陷變形特性水分入滲規(guī)律及地基處理方法研究李慶亮大厚度自重濕陷性黃土濕陷變形特性水分入滲規(guī)律及地基處理方法研究摘要：為研究大厚度自重濕陷性黃土的濕陷變形特性、水

2、分入滲規(guī)律以及地基處理合理方法等問(wèn)題，選擇典型大厚度自重濕陷性黃土場(chǎng)地，進(jìn)行了布置沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)和埋設(shè)水分計(jì)的浸水試驗(yàn)以及擠密樁、DDC（孔內(nèi)深層強(qiáng)夯）樁地基處理試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在水分入滲過(guò)程中，深度22.5～25.0m以上土體易發(fā)生濕陷，該深度以下土體則含水率增加緩慢，達(dá)不到濕陷起始含水率，不易發(fā)生濕陷，因此該深度考慮可作為現(xiàn)場(chǎng)濕陷性評(píng)價(jià)的臨界深度，也可作為大厚度濕陷性黃土地區(qū)進(jìn)行地基處理時(shí)可參考的地基處理下限深度。DDC樁間距為1.0～1.4m時(shí)，無(wú)論從擠密系數(shù)還是濕陷系數(shù)都能滿(mǎn)足規(guī)范要求；擠密樁

3、15m試驗(yàn)區(qū)域沉降量較小，但其剩余濕陷量任未滿(mǎn)足要求，這也佐證了關(guān)于22.5～25.0m深度難于發(fā)生濕陷的結(jié)論。試驗(yàn)成果可作為今后大厚度自重濕陷性黃土地區(qū)工程建設(shè)以及黃土規(guī)范進(jìn)一步修訂的參考。關(guān)鍵詞：大厚度自重濕陷性黃土；浸水試驗(yàn)；地基處理；濕陷變形；入滲；剩余濕陷量1引言黃土的濕陷性對(duì)工程建設(shè)的危害很大，修建在黃土地基上的大量工業(yè)與民用建筑發(fā)生破環(huán)，公路路面開(kāi)裂，水利設(shè)施失效，經(jīng)濟(jì)損失很大。黃土濕陷主要由于水分進(jìn)入土體從而引起的結(jié)構(gòu)破壞。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，越來(lái)越多的工業(yè)和民用

4、工程修建于大厚度自重濕陷性黃土上，這給研究人員提出了一系列挑戰(zhàn)性的課題。如何避免由于水分入滲導(dǎo)致的工程結(jié)構(gòu)破壞，迫在眉睫。黃土濕陷變形特性研究主要有室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)兩種手段。室內(nèi)試驗(yàn)[2–5]主要研究黃土的濕陷機(jī)理和定量描述的數(shù)學(xué)模型，許多學(xué)者在這方面做了很多有益的工作?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)[6–長(zhǎng)春工程學(xué)院第10頁(yè)共11頁(yè)大厚度自重濕陷性黃土濕陷變形特性水分入滲規(guī)律及地基處理方法研究李慶亮8]直接得出地基的濕陷變形量（特別是自重濕陷量）和濕陷變形的時(shí)空分布，據(jù)此判定場(chǎng)地的濕陷類(lèi)型比較準(zhǔn)確可靠，但費(fèi)用高，且費(fèi)工費(fèi)時(shí)。采

5、用預(yù)浸水法處理濕陷性黃土區(qū)域地基的一種常用方法，可以節(jié)約建設(shè)成本，且能夠完全消除黃土的濕陷性，因而被廣泛采用。此項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用到一些重點(diǎn)建設(shè)工程中也屢見(jiàn)不鮮，如陜西寶雞第二電廠(chǎng)、蒲城電廠(chǎng)、寧夏扶貧揚(yáng)黃灌溉工程等。然而，前人在研究浸水方面的工作浸水試坑尺寸小，不能反映實(shí)際工程情況，或者是浸水處理中打滲水孔以達(dá)到加速滲水的作用，不能徹底地反映水分緩慢入滲如何對(duì)自重濕陷的影響。本次試驗(yàn)設(shè)置在典型黃土層上，試坑尺寸大，對(duì)場(chǎng)地黃土沒(méi)有預(yù)打滲水孔，在國(guó)內(nèi)外也屬罕見(jiàn)。對(duì)進(jìn)一步深入研究大厚度自重濕陷性黃土濕陷變形特性

6、起到推動(dòng)作用，使其理論研究、試驗(yàn)方法以及工程應(yīng)用更進(jìn)一步的提升。黃土的滲透性是黃土的重要工程性質(zhì)之一，許多工程如濕陷性黃土地基的濕陷變形大小和濕陷變形速度等都與黃土的滲透性密切相關(guān)。滲透性主要體現(xiàn)在水分運(yùn)移規(guī)律上，到目前為止對(duì)黃土中水分運(yùn)移規(guī)律的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，國(guó)內(nèi)學(xué)者如劉穎、劉保健等做了一些有益的嘗試，但對(duì)非飽和原狀黃土中水如何滲透和運(yùn)移規(guī)律的研究還很少，黃雪峰等通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出非飽和黃土中滲流范圍是一個(gè)閉合的近似橢圓形區(qū)域的結(jié)論。通過(guò)大型浸水試坑來(lái)研究非飽和黃土入滲規(guī)律鮮有報(bào)道，本次試驗(yàn)通過(guò)人工挖設(shè)

7、探井，埋設(shè)水分計(jì)來(lái)研究黃土中水分運(yùn)移規(guī)律?？變?nèi)深層強(qiáng)夯法近年來(lái)得到廣泛的應(yīng)用，但其理論和試驗(yàn)研究卻滯后于實(shí)際工程，關(guān)于DDC（孔內(nèi)深層強(qiáng)夯）合理控制樁長(zhǎng)以及合理選擇樁間距等問(wèn)題鮮有報(bào)道。樁長(zhǎng)和樁間距的合理控制直接關(guān)系到地基承載能力的提高和工程造價(jià)的降低等問(wèn)題。樁長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)以及樁間距過(guò)小，基礎(chǔ)承載能力會(huì)顯著增加，但同時(shí)也會(huì)提高相應(yīng)的工程造價(jià)。另外，黃土地基處理后，遇水情況下地基仍然發(fā)生破壞，也就是對(duì)地基的影響很大。因此有必要就合理選擇樁長(zhǎng)問(wèn)題以及荷載作用下水分對(duì)地基沉降的影響進(jìn)行深入探討，本次針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)

8、行大規(guī)模浸水載荷試驗(yàn)。國(guó)內(nèi)許多研究人員，如羅宇生等調(diào)查表明在土性基本相同的場(chǎng)地，剩余濕陷量的大小與地基處理厚度有關(guān)。張?jiān)ゴǖ妊芯勘砻?，擠密樁選擇12m作為地基處理的合理深度，在安全和經(jīng)濟(jì)上是可行的，但該文獻(xiàn)只是進(jìn)行了數(shù)值模擬而未進(jìn)行深入系統(tǒng)的試驗(yàn)研究來(lái)證實(shí)模擬的合理性。本文針對(duì)剩余濕陷量的合理控制問(wèn)題而展開(kāi)系統(tǒng)研究。2試驗(yàn)概況2.1場(chǎng)地條件試驗(yàn)場(chǎng)地位于蘭州市和平鎮(zhèn)。場(chǎng)地地勢(shì)較平坦，經(jīng)勘察場(chǎng)地地貌單元屬黃河南岸Ⅳ級(jí)階地，地貌單元單一。據(jù)當(dāng)?shù)刭Y料可知，該場(chǎng)地