软土地基上水利枢纽基础处理施工技术

对于水利枢纽工程而言,基础处理的科学性、合理性直接关系到工程的安全运行和经济效益。软土地基因其低承载力、高压缩性和流变特性,为水利枢纽工程的设计与施工带来诸多挑战,这些地质条件要求采用特定的工程技术以确保结构的稳定性和功能的可靠性。从搅拌桩的布置与施工、混凝土的浇筑与固化过程以及施工后的质量控制与验收等方面阐述了软土地基上水利枢纽基础处理的施工技术,最后对地基加固成效进行了评估,确保加固措施达到预期效果。

高潜水位采煤沉陷区微塑料赋存特征及风险评估

为探明高潜水位采煤沉陷区微塑料污染赋存特征及其环境风险,选取安徽省淮南市春申湖、舜耕湿地公园两个典型采煤沉陷区为研究区域,采集了表层水体,底泥及周边农田土壤样品,采用体视显微镜、扫描电镜、红外光谱对微塑料尺寸、形状、颜色及丰度等赋存特征进行表征.结果表明:采集的样本中多为纤维微塑料和薄膜微塑料,类型主要以聚乙烯,聚丙烯为主,颜色以黄色和透明为主,粒径大多小于500μm.采煤沉陷区的地表水丰度范围为0.77~7.1pcs/L,沉积物微塑料的丰度范围为540~2800pcs/kg,周边农田土壤微塑料的丰度范围为380~2380pcs/kg.采用污染负荷指数(PLI)模型进行评估,地表水和农田土壤的风险评估都为于Ⅰ级,属于轻微污染,而沉积物中的微塑料风险评估为Ⅱ级,属于中度污染.

基于细胞水平高通量测序的土壤水分对活性微生物的影响研究

细胞水平高通量测序技术是从复杂土壤微生物群落中鉴定活性微生物的有力工具。针对我国东北典型水稻土,采用微宇宙控制试验,设置空白对照、湿润(60%田间持水量)和淹水(100%田间持水量)三种处理,通过土壤微生物细胞提取和高通量测序等技术研究了土壤水分对土壤活性微生物的影响规律。结果表明:土壤水分含量增加显著降低了土壤微生物呼吸活性,淹水土壤CO_(2)累积排放量是湿润土壤的87.1%。高通量测序分析表明,土壤DNA和细胞DNA两种水平均能较好地表征土壤优势的活性微生物类群,湿润和淹水土壤优势的门均为变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),而优势的属主要为假单胞菌属(Pseudomonas)。然而,不同水分状况下土壤活性微生物数量、多样性和群落结构发生明显分异。土壤水分增加显著增加了微生物数量,但降低了活性微生物多样性,优势的活性Pseudomonas在湿润状况下微生物丰度(6.7%)显著低于淹水土壤(11.6%)。微生物共存网络分析表明,高水分状况增加了土壤活性微生物间的负相关关系,进而强化了微生物间的竞争关系。湿润土壤正向网络关联度占比高达86.2%,显著高于淹水土壤(61.4%)。功能预测结果表明,土壤水分对生物固氮和硫相关的微生物代谢过程影响显著,且土壤总微生物水平和活性微生物水平上变化趋势一致。上述结果表明,土壤水分增加通过强化微生物群落间的竞争关系进而影响微生物区系及其功能。因此,适当的减少稻田土壤水分的管理方式对东北水稻土微生物功能稳定性具有重要意义。

霞浦深厚软弱土层核电排水隧洞工程设计关键因素及对策

规划新建核电厂建设厂址条件日益复杂,其排水隧洞工程建设中需综合考虑软弱土层、高水压、排水口实施等因素带来的影响,并在工程建设前期规划中合理布置隧洞线路与选择结构方案。为此采用工程类比法对同类工程进行调查研究,分别对隧洞不同埋深、不同衬砌结构方案等进行比选,对影响霞浦核电排水隧洞工程建设的部分因素提出应对措施,并据此确定了建设方案,为工程建设的顺利进行奠定了基础。

珠海富水软土小应变硬化参数试验研究

基于三轴排水、标准固结等室内试验,并结合经验方程,标定了珠海富水土体的成套HSS模型参数,并分析了主要强度参数E_(50)^(ref)、E_(oed)^(ref)、G_(0)^(ref)和E_(ur)^(ref)的比例关系,为珠海地区不同土层的HSS模型参数取值及计算提供参考。研究发现,珠海地区黏土的小应变参考剪切模量G_(0)^(ref)高于砂土,且远高于淤泥质黏土。与长三角等滨海地区相比,珠海地区的黏土因含水率较高,其参考割线模量E_(50)^(ref),参考加卸载模量E_(ur)^(ref),参考切线模量E_(oed)^(ref)和参考剪切模量G_(0)^(ref)均较低。

水泥-碱渣固化高含水率海相软土力学性质试验研究

为了解决低剂量水泥单独固化高含水率海相软土早期强度不足及固废碱渣资源化利用率低等问题,采用水泥、碱渣联合固化高含水率软土。通过30种不同质量配比的无侧限抗压强度试验得出,水泥-碱渣固化高含水率海相软土试样的无侧限抗压强度不仅与水泥、碱渣的掺量有关,还受到软土含水率的控制。在无侧限抗压强度研究基础上,推荐优选配比(碱渣、软土、水泥质量比为30∶70∶6),其7 d无侧限抗压强度为682.7 kPa。优选配比固化土的加州承载比(CBR)和回弹模量满足各级公路路基填料的指标要求。通过对高含水率软土中水的影响以及固化土级配和微观结构分析得出,水泥-碱渣固化高含水率软土的力学强度主要来源于碱渣吸水作用、碱渣骨架作用以及各组分材料化学反应的作用。化学作用产生的C-S-H,C-A-H和Aft等凝胶物质共同密实结构,提高固化土强度。研究结果可为固废物固化高含水率软土在路基中的应用提供理论支持。

高水位软土公路路基土石方填筑施工技术研究

由于土石方填筑施工缺乏与实际工况的结合,导致存在高水位软土公路填筑路基沉降值超标的情况,为此,文中对高水位软土公路路基土石方填筑施工技术进行研究。收集高水位软土公路路基各土层的厚度、力学参数(压缩模量、抗剪强度等)等基本地质信息,结合水位分布以及高度,确定其对地基沉降情况的影响,计算高水位软土公路路基沉降状态。在土石方填筑施工阶段,结合计算结果,针对不同土层的具体情况,从填筑松铺厚度、填料粒径、碾压速度、碾压次数,以及特殊工况的施工基础进行针对性设计。应用路基填筑技术后,60 d的最大沉降值仅为0.66 mm,在沉降值允许范围(≤1.0 mm)内,且在50 d后,沉降逐渐收敛,10 d内,沉降值变化幅度仅为0.03 mm。

一种预压地基处理方案在建造变电站中的应用

文章介绍了一种改进的预压地基处理方案:低位高真空分层预压击密法,介绍了其原理及工艺流程,举例了该方法的成功案例,并将该方法在某深厚软土地区的变电站中进行了应用分析,经计算分析验证了该方法处理后场地的工后沉降满足使用要求,且软弱土性质得到改善,最后提出可在变电站建造工程中推广使用的建议。

井点降水在高水位砂壤土地层深基坑开挖中的应用

老赵牛河综合治理(引调水)工程位于山东省德州市齐河县,主要地质条件为砂土、砂壤土、黏土、粉细砂地层,因为齐河县距离黄河河床仅20 km,地下水位较高,结构物基础施工需进行深基坑开挖,最大开挖深度为8.55 m,在开挖过程中会遇到液化地层和流砂现象,降水施工是结构物基础深基坑开挖施工的关键。从经济、适用性等各方面综合比较,采用管井井点降水和轻型井点降水相结合能有效降低地下水位,防止深基坑开挖地层液化、流砂现象。

静态水位和坡脚压载对库区造地高边坡稳定性的参数影响分析

本文运用有限元边坡稳定分析软件GeoStudio,针对含有机质土层地基上的库区造地高边坡,考虑饱和与非饱和渗流理论,建立了有限元分析模型,分析了水位参数和坡脚压载参数对边坡整体稳定的影响。分析结果表明:在边坡高度一定的情况下,边坡最小稳定安全系数随着水位相对高度的升高先降低后增加,在水位与地面齐平时,边坡安全系数达到最小;坡脚压载的合理高度应小于边坡高度的30%~50%,压载有效长度与压载高度的比值约为坡度倒数的10倍。

220 m级高土质边坡快速施工关键技术研究

海南迈湾水利枢纽工程主坝土质边坡高220 m,支护形式复杂。针对高土质边坡快速施工难点,本研究提出了多个小台阶多个支护面同步施工工法,通过试验优化了锚索施工工艺和锚墩模板施工工艺,形成了一套适用于热带季风气候高土质边坡锚杆、锚索施工工艺,提高了边坡开挖支护施工质量及进度,边坡开挖支护完工时间较总进度计划提前近2个月。该研究可为今后高土边坡快速施工提供参考。

软土地层高压喷射注浆挤压效应研究

高压喷射注浆在软土地层中会产生显著的挤压效应,控制和利用高压喷射注浆挤压效应有重要意义。引用高压喷射挤压效应圆孔扩张分析模型,提出面积置换率暂估计算公式,对比分析两个现场试验案例实测结果与理论计算结果,验证理论模型的适用性,研究软土地层高压喷射注浆挤压效应发展变化规律。模型计算与现场实测所揭示的挤压效应变化规律基本一致,表现为随着与高压喷射中心点水平距离的增加土层径向位移、超孔隙水压力及土层应力均逐渐减小,减小速率呈由大变小的状态。研究还表明挤压效应的影响距离与地层性质和面积置换率有关,土层饱和度的提升会提高挤压效应超孔隙水压力在总应力中的占比,提出了高压喷射注浆挤压效应控制和利用措施建议,为相关研究和工程应用提供参考。

考虑蠕变与渗流作用的软土基坑开挖模拟研究

为研究渗流与蠕变的相互耦合作用对软土基坑开挖的影响,文章以深圳地铁11号线前海湾站基坑工程为背景,基于FLAC3D中的渗流和蠕变分析模式,对不同计算条件下软土基坑的桩后水压力、桩位移、地表沉降以及坑底隆起等的变化规律展开研究。研究结果表明:(1)渗流和蠕变作用均会对基坑开挖变形产生较大影响,只有综合考虑这两者间的相互影响,才能保证基坑开挖模拟计算结果与实际相符合;(2)基坑开挖过程中,基坑两侧桩最大位移值和位置都与开挖时间呈指数衰减关系,而基坑两侧地表最大沉降除会在每次降水过程中急速增大外,其余时段则与开挖时间保持相对缓慢的线性增长关系;(3)随着潜水水位埋深的增加,基坑两侧地表最大沉降和桩体最大位移都将线性减小。

江苏海相灵敏性软土特征研究

从近代海相地貌特征分析了江苏海相软土的形成。通过室内外试验数据的分析研究发现,该海相软土属于高含水率、高压缩性、高孔隙比、高液限、低承载力的淤泥质海相灵敏性软土。根据工程实践提出了有关海相软土加固处理的设计方法、施工技术的建议。

采煤沉陷复垦区重金属分布特征及生态风险评价

以淮南新庄孜矿煤矸石充填复垦区为研究对象,通过现场调查取样、室内测试分析等手段,对煤矸石充填复垦区不同土地利用类型、不同充填深度土壤中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Mn和Hg 7种重金属的分布特征进行研究,同时采用生态风险指数法,对研究区土壤重金属潜在生态风险危害进行评价。结果表明:表层土壤中Cu、Zn、Cd、Mn和Hg 5种重金属平均值均超过当地的土壤背景值,存在不同程度的污染,且Cd污染最严重。从垂直方向来看,除Hg外土壤重金属无明显分布规律,Hg的含量随土壤深度的增加而升高。复垦区土壤重金属潜在生态风险危害严重,不同重金属潜在生态风险危害程度不同,Cd和Hg的潜在生态风险危害最大。

两种膨润土的土-水特征曲线

用滤纸法和压力板法对Kunigel-V1和高庙子两种膨润土进行试验研究,量测不同孔隙比情况下的土-水特征曲线,研究土-水特征曲线与孔隙比之间的关系以及两种膨润土的土-水特性。试验结果表明:用吸力与含水率的关系表示土-水特征曲线时,在吸力较大的情况下,孔隙比对土-水特征曲线的影响不大;用吸力与饱和度的关系表示土-水特征曲线时,土-水特征曲线随着孔隙比的减小向右上方移动,即在吸力一定的情况下,饱和度随着孔隙比的减小而增加,并且此变化接近于线性变化。另外,孔隙比相同时,Kunigel-V1和高庙子膨润土的土-水特征曲线比较接近,即两种膨润土的持水特性比较相近。

影响盾构隧道地表沉降的多因素分析

软土中盾构施工安全一直是工程界关注的重点问题,其研究涉及水-土-结构相互作用以及由于加固引起的土体属性变化等诸多方面。基于渗流-应力耦合理论,在ABAQUS平台上通过二次开发实现盾构开挖过程中土体渗透特性的演化和注浆材料弹性模量及渗透系数的时变性,研究不同埋深、不同地下水位、不同土体特性对盾构隧道地表沉降的影响。研究结果表明:在软土地区,盾构开挖过程中注浆材料弹性模量和渗透系数的时变性对地表沉降影响较大,而土体渗透系数随应变的演化对地表沉降影响不大;隧道埋深、地下水及土体特性均影响开挖对地表的扰动,且土体弹性模量相对影响最大。

基于监测数据反演的软土高填方地基性能分析

在软土地区进行高填方路堤施工时地基会产生较大的变形,需要在填筑施工过程中严密监测地基的变形和孔压变化情况。介绍了国外某软土地区高填方机场跑道的建设,通过现场监测获得了路堤填筑过程中地基沉降和孔隙水压力的变化规律。基于第一级堆载预压获得的监测数据,采用反演分析获得了基于孔压数据和沉降数据拟合的径向固结系数hc和地基的平均固结度。在第一级加载监测数据反演分析的基础上,预测了地基在下一级堆载下沉降发展规律。同时,根据监测数据得出了孔压系数与路堤堆载速率之间的关系,为控制堆填速率提供参考。对指导软土地区高填方路堤工程的监测具有借鉴意义。

高庙子膨润土与砂混合物的土-水特征曲线

用滤纸法和压力板法对高庙子膨润土与福建砂的混合物进行试验研究,在不同孔隙比和不同膨润土与砂配合比情况下量测脱湿过程的土-水特征曲线,研究土-水特征曲线与孔隙比和配合比之间的关系。试验结果表明:在同一配合比下用饱和度与吸力表示土-水特征曲线时,其曲线随着孔隙比的减小向右上方移动,即当土样的吸力一定时,土样的饱和度随着孔隙比的减小而增大,当吸力小于10 MPa时,这种现象较为显著;在同一孔隙比下膨润土与砂混合物的土-水特征曲线随着膨润土的比例增加而向右上方移动,即混合物的进气值随着膨润土的比例增加而增大;另外,配合比以及孔隙比相同时,膨润土与福建砂的混合物的土-水特征曲线与日本产Kunigel膨润土与丰浦砂的混合物的土-水特征曲线非常接近。

高庙子膨润土的土水特征曲线(英文)

近年来,用于高放废物深地质处置工程屏障的高压密膨润土越来越受到关注。经过全国范围内的比较和筛选,内蒙古兴和县高庙子膨润土矿床被确定为我国高放废物处置库缓冲材料的首选矿床。采用渗析法和水汽平衡法来控制吸力技术,通过土水特征曲线测定试验、环境扫描电镜和压汞试验,研究高庙子高压密膨润土在不同吸力下的持水特性及其微观结构特征。利用压汞试验结果推算膨润土在恒体积条件下的土水特征曲线,并与实测数据进行比较。研究结果表明:在不同吸力作用下,膨润土的持水特性与其微观结构之间有着密切关系。