真空联合堆载预压法在寒区筑坝工程中的应用

真空联合堆载预压法是中国沿海地区常用的软基处理方法,但在北方地区筑坝工程中缺少工程案例和施工经验,具体表现在传统的插板工艺、密封墙工艺对复杂地层适应性不明确,大体积坝体堆载后密封膜的密封效果未知,冬季低温冻结力会破坏饱水的密封和排水系统。为此依托中国北方某土坝工程,选取先导试验段,分别开展塑料排水板插板工艺试验、密封墙成墙试验、密封膜保护试验和坝基防冻试验。研究结果表明:履带式振动插板工艺能有效穿透上覆硬壳层,其施工效率优于引孔+振动插板工艺;采用1.2 m双排泥浆搅拌墙方案能起到良好的负压密封效果;在密封膜表面铺设无纺布、编织布,过渡层采用轻型压实能有效保护真空密封膜。在土坝上层和坡脚填筑2 m的防冻层,可有效防止地基土层和排水系统冻结,冬歇期后真空排水系统可正常运行。

寒区湿地软土抗剪强度特征试验研究

针对寒区湿地公路软土地基在路堤填筑分级加载作用下的稳定性问题,为采用理论计算方法研究寒区湿地软土地基稳定性提供必要的计算参数,采集原状土,对寒区湿地两层软土进行三轴试验和直剪试验。研究寒区湿地软土在5个不同固结压力和3个不同固结度下主应力差与轴向应变关系的变化,以及5个不同固结压力和6个固结度下抗剪强度指标和抗剪强度的变化。试验结果表明:采用不排水剪,第1层软土的应力-应变关系呈现典型的加工硬化特征,第2层软土的则接近于理想塑性。在相同的应变下,随着固结压力和固结度的增加偏应力逐渐增大;抗剪强度随固结压力和固结度的增加而增大。粘聚力c在固结度U<20%时,随固结度的增加而减小;固结度U>20%,总体上随固结度的增加而增大。内摩擦角φ随着固结度的增大有所增加,但规律性不很明显。

寒区湿地软土固结变形特性试验研究

软土的成因不同,其工程性质存在着一定的差异,路基的固结沉降也不一样。为了研究寒区湿地软土固结变形特性,弄清其固结和次固结系数变化规律,对两类软土进行了单向固结压缩试验。试验结果表明,软土在不同的固结压力作用下,其孔隙比-时间对数曲线展布特征有较大的不同,说明固结压力对寒区湿地软土的主、次固结的划分有影响;寒区湿地软土主固结系数随固结压力的增大而减小,次固结系数随固结压力的增大而增大,最后两者都趋于稳定。

寒区湿地软土地基固结沉降的预测

目的推测寒区湿地公路软土地基固结沉降过程和最终沉降量,为类似地区的项目设计及施工提供参考.方法对室内试验和现场监测数据,采用分级加载固结度理论,对软土地基固结沉降计算中随加载逐级改变计算参数并给出了计算通式.结果根据试验路段监测结果,采用分阶段拟合,通过3种拟合方法比较,得出了适合预测寒区湿地软土地基固结沉降的曲线.采用分级加载固结度理论,逐级改变计算参数,使得计算结果与实测结果更加接近;在3种曲线拟合方法中,采用双曲线法分阶段拟合的结果与观测曲线最接近,而最终沉降量的预测各种方法得到比较一致的结果.结论经验证逐级改变计算参数的计算方法是合理的,为工程项目施工及类似工程项目的设计提供参考依据.

逐级改变有限元计算参数分析软土地基的稳定性

目的提出综合处理后的软土地基在分级加载作用下逐级改变有限元计算参数,分析软土地基稳定性的计算方法和模型参数.方法利用理论计算或现场监测结果确定下一级荷载加载前软土地基相对于最终沉降量所达到的固结度,根据固结压力与固结度,利用室内试验结果获得计算参数,输入有限元计算软件中相应的施工步骤中,作为评价下一级荷载时软土地基的稳定性.结果将逐级改变计算参数和采用固定不变计算参数的计算结果与实测结果比较,逐级改变计算参数的计算结果表明,竖向位移、侧向位移与实测结果很接近.而采用固定不变的计算参数计算结果竖向位移最大差值达42.5 cm,侧向位移最大差值达8 cm,与实际工程不符.结论逐级改变计算参数时更接近工程中的实际情况.所提出的计算方法和试验所确定的模型参数为今后类似工程的设计、计算提供参考依据.

加载速率及加固措施对寒区湿地软土地基沉降的影响——以国道G111富裕—讷河段A1标段为例

以国道G111富裕—讷河段A1标段湿地软土为研究对象,应用Plaxis有限单元方法对现场监测的沉降及水平位移数据进行拟合,模拟分析了不同分层填筑高度及处理方法对湿地软土地基沉降的影响。结果表明:Plaxis有限单元软件在湿地软土工程特性的数值分析中具有很好的适用性;不同分层填筑高度对湿地软土地基施工期间的沉降影响较大,将初次加载速率控制在1.8~2.0 m/d范围内工期总体沉降较大;Plaxis有限元软件模拟沉降结果表明,土工格栅配合塑料排水板的处理,可有效控制湿地软土地基工后沉降。

我国东北寒温带湿地土壤碳氮分布及相关性

以东北寒温带不同纬度典型湿地土壤碳氮分布关系为研究对象,遴选漠河湿地、洪河湿地及七星河湿地进行土壤样品的调查采集并进行土壤碳氮分布相关分析,通过构建不同纬度沼泽湿地土壤碳氮含量垂直分布结构,考察不同湿地不同植被类型土壤碳氮分布规律及土壤对植被生长状况的影响。结果表明:土壤氨氮及硝态氮在土壤垂直分布中有明显的表聚现象,含量随土壤深度的增加呈明显下降趋势;七星河湿地及洪河湿地土壤碳氮含量呈显著的线性相关关系,而漠河湿地土壤碳氮含量相关性不显著。本研究通过对东北寒温带不同纬度沼泽湿地土壤碳氮含量分布的研究,旨在对全球沼泽湿地氮循环的研究提供一定的参考作用。

寒区湿地不同土地利用方式对土壤理化性质和团聚体稳定性的影响

为揭示寒区湿地不同土地利用方式对土壤理化性质和团聚体稳定性的影响,选择大兴安岭地区黑龙江塔河固奇谷国家湿地公园内次生林、灌草丛、薹草沼泽和耕地4种土地利用方式,探究土壤理化性质、土壤酶、土壤活性碳含量及团聚体稳定性的相互关系。结果表明:不同利用方式下土壤理化性质发生了明显变化,各土壤样品pH呈中性或偏碱性,与薹草沼泽土壤相比,次生林、灌草丛和耕地的土壤电导率、含水量、全氮、碱解氮等显著降低;在垂直方向上耕地以0~20 cm土壤深度的速效磷含量最高。薹草沼泽各土层土壤蛋白酶、纤维素酶、脲酶和β-葡萄糖苷酶活性均显著高于其他土地利用方式,薹草沼泽和灌草丛土壤硝酸还原酶活性无显著差异。薹草沼泽土壤总有机碳、水溶性碳和微生物生物量碳均显著高于其他土地利用方式;薹草沼泽和灌草丛各深度土壤中易氧化碳含量显著高于次生地和耕地。与薹草沼泽相比,耕地土壤<0.25 mm的小团聚体比例增大;耕地土壤MWD和GMD指标较次生林、灌草丛和薹草沼泽略有降低。综上,土地利用方式改变了寒区湿地土壤理化性质在不同土层的分布,且薹草沼泽土壤具有较好的团聚体稳定性。本研究结果为寒区湿地土壤可持续利用和保护提供了理论参考。