湿陷性黄土铁路路基原位浸水试验研究

在湿陷性黄土铁路路基试验段,运用大型原位浸水试验,研究路基浸水后柱锤冲扩桩和挤密桩地基的浸水规律以及地基土湿陷对路基沉降的影响。研究结果表明：柱锤冲扩桩和挤密桩地基分别在浸水60和50d时,浸水附加沉降发生突变;浸水约19 d浸润角达到最大,因此路基坡脚附近因降雨或其他原因形成的积水滞留时间不应超过19 d;浸水87 d柱锤冲扩桩路堤的沉降量为1.7-5.1 mm,挤密桩为26.2-51.3 mm;长时间持续浸水后柱锤冲扩桩路堤的总沉降量仅为3.8-7.4 mm,而挤密桩路堤的总沉降量则高达62.3-103.1mm,因此在实际工程中,一定要加强挤密桩路段的防排水措施,避免局部积水,以保证行车安全;未处理湿陷性黄土地基的浸润角为38°-42°,故建议在湿陷性黄土地区修建铁路时,距路基坡脚一定范围内不能有鱼塘、水池等长期积水设施。

董志塬大厚度自重湿陷性黄土场地浸水试验研究

为探明庆阳董志塬地区大厚度自重湿陷性黄土场地的各项湿陷性评价指标,推动场地湿陷性评价体系的发展,在这一地区的代表性场地开展了原位大型浸水试验。采用直径20 m的圆形试坑,利用辐射状布置的机械式沉降观测标对浸水过程中地表和地下各深度土层的沉降进行了观测,利用全站仪对浸水试验前后整个场地的地面变形进行了测量。试验共历时177d,其中试坑注水过程93d,共注水44 119 m^3,浸水引起了试坑内外黄土不同程度的自重湿陷。基于监测数据分析并解释了距试坑中心不同距离处地表湿陷量的发展规律与差异,通过地面沉降等值线得出浸水影响半径为31 m,通过计算各土层原位实测自重湿陷系数获得该场地自重湿陷下限深度为13 m,远小于通过室内试验获得的17 m下限深度,用面积权重法计算得该场地的修正系数β0为1.02,小于规范推荐值1.2。给出了详细的试验设计方案,并在分析讨论的基础上提出了数据处理方式和结果呈现方法,对指导该地区未来的黄土地基勘察设计具有直接的应用价值。

隧道穿越非饱和黄土场地浸水试验初探

为了揭示隧道穿越的非饱和黄土场地及隧道地基的湿陷变形特性,在隧道上部进行原位试坑浸水试验,分别在试坑的不同位置、深度布置TDR水分计和沉降标点来实测水分的入渗情况和土体的湿陷变形。研究表明:(1)水在非饱和黄土中渗透时优先向大孔隙通道运移,然后逐步扩大至饱和区,具体表现为前一点尚未饱和,下一点已有水分到达;(2)利用TDR水分计可以实时测量水分在土体空间中的运移扩散情况,也可以估算出水在非饱和黄土中的扩散速率,同时由测量所得体积含水率变化曲线可以判定黄土是否发生湿陷变形;(3)黄土场地中的分层湿陷量、湿陷速率随着土层深度的增加而减小,湿陷性黄土的浅层处比深层处具有更大的敏感性和危害性;(4)该试验场地处约15 m以上土层性质比较接近,土体密实度相对较小,水分入渗较快,易于产生湿陷变形,而15 m以下土体较密实,工程性质相对稳定。

巴基斯坦湿陷性黄土路基浸水试验研究

在巴基斯坦湿陷性黄土路基试验段,运用大型原位浸水试验,研究路基浸水后柱锤冲扩桩和挤密桩地基的浸水规律以及地基土湿陷对路基沉降的影响。研究结果表明:在实际工程中,一定要加强挤密桩路段的防排水措施,避免局部积水,以保证行车安全。

自重湿陷性黄土场地的水分运移规律研究

依托兰州和平镇大厚度自重湿陷性黄土场地上的大型原位浸水试验,分析TDR水分计实时记录的体积含水率变化数据,研究大厚度自重湿陷性黄土场地水分运移规律。结果表明:自重湿陷性黄土场地浸润区和饱和区均呈现类似椭圆状的形态,可能与试坑未设注水孔等因素有关。水分的扩散并不是沿着某一固定的浸润角向下入渗,早期浸润线基本上是直线入渗,随后过渡为椭圆状入渗。场地中竖向渗透要快于径向渗透,这与黄土的竖向节理结构有着密切联系。当水分运移至埋深较大的土层时,此时径向渗透作用加大,竖向渗透会变缓。湿润锋的竖径比在浸水开始时较大,随着浸水时间的增加湿润锋竖径比会迅速下降,当入渗锋到达15 m之后,竖径比减小并趋于缓和。竖向扩散系数基本呈现出幂函数减小形态,而径向扩散系数呈现"小–大–小"的变化规律,给出了竖向和径向扩散系数随浸水时间变化的数学表达式。研究结果为认识大厚度自重湿陷性黄土场地水分运移规律提供了坚实的试验基础,亦可以为进一步研究大厚度自重湿陷性黄土场地的湿陷变形规律提供科学依据。