大厚度自重湿陷性黄土场地湿陷变形特征的大型现场浸水试验研究

结合国家重点工程建设项目——宁夏扶贫扬黄灌溉工程11号泵站地基的预浸水处理,在自重湿陷性黄土厚度大于35m的场地上做了面积为110×70m2的浸水试验,试验历时251d,揭示出大厚度自重湿陷性黄土的湿陷变形具有与中小厚度(小于15m)自重湿陷性黄土的湿陷变形不同的3个显著特征:①湿陷量随浸水历时的发展过程包含5个阶段,即初期平缓段、浸水陡降段、中期平缓段、停水后的陡降段和后期平缓段;②湿陷速率在浸水期间呈显“小→大→小→稳定”的变化规律,在停水后则呈显“大→小→稳定”的变化规律;③湿陷量、试坑周边裂缝的宽度和裂缝两侧地面的高差远远大于既往同类研究记录。通过分析,建议把连续5d的平均湿陷量不大于2mm作为大厚度自重湿陷性黄土场地浸水试验的停止注水标准;采用建议的停水标准,缩短了该建设项目的工期、节省了费用。本文的研究成果可供今后类似的地基处理工程及修订黄土规范参考。

卡塔尔多哈新港回填料大型浸水模型试验膨胀性能研究

为研究卡塔尔多哈港池开挖土体膨胀性能,设计了两组不同细颗粒含量（粒径小于0.063 mm）的大型现场浸水模型试验,模型大小20 m×20 m×1 m,其中一半细颗粒含量小于20%,另一半35%-45%。研究结果表明：膨胀变形大致可分为初始快速膨胀、缓慢膨胀和稳定3个阶段;膨胀变形速率在细颗粒含量少的部分呈现初期速率较大,膨胀较快;而细颗粒含量高的部分初期速率较小,初期膨胀缓慢。两组不同细颗粒开挖回填料最终膨胀量均在9 mm左右,表明回填料对细颗粒含量敏感性不强,能满足膨胀量工程要求。

大型浸水模型试验在多哈新港项目中的应用

土体的膨胀性能主要由土体中亲水性矿物质(高岭石、蒙脱石、伊利石)的组成和比例含量有关,土体特有的矿物成分具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性,性质极不稳定,使得膨胀土具有会随土体含水量的变化而产生隆起或沉降变形的特征。目前国内外主要采用水洗法与干筛法测定土体的液塑限,在某种程度上无法客观反映土体中亲水性矿物质的组成和比例含量关系,本文以多哈新港项目为载体,采用大型浸水模型试验研究港池开挖土体的膨胀性能,模拟港池开挖料在"全湿"极端条件下的膨胀性能,并以此参数为指导港池开挖料的使用,为项目的顺利履约创造条件,形成了良好经济效益和社会效益。

膨胀土大面积浸水现场试验

为研究原位膨胀土在大面积浸水条件下的变形特征,在典型膨胀土地段做了面积为5.1×15m2的浸水试验,试验历时17d。试验结果为:(1)膨胀变形过程可分为4个阶段,初始快速线性膨胀阶段、过渡阶段、缓慢线性膨胀阶段、稳定阶段;(2)膨胀速率基本呈现"短时极大→小→稳定"的规律,其中浸水0～1.5h是膨胀速率最大的时期,最大膨胀速率达13.26mm/h,之后膨胀速率迅速降低,平均膨胀速率只有0.09～0.78mm/d;(3)膨胀土的渗透模式受土体中微裂纹数量、土颗粒间收缩膜强度以及膨胀单元受力情况影响;通过分析,建议将连续3d膨胀变形量不大于0.02mm,总浸水时间不少于两周作为膨胀土现场大面积浸水的稳定标准。

砂井载荷浸水试验在深层黄土湿陷性评价中的应用

针对深层湿陷性黄土自重湿陷量室内试验结果不准确、测试黄土地基湿陷量的原位试验方法少等不足,基于已有的砂井浸水试验,提出了新的现场试验方法—砂井载荷浸水试验方法。其核心是井底地层在试验压力作用下沉降稳定后,利用井中砂砾石的强透水性,将水直接导入井底湿陷性黄土地层及砂井周围土体,使其快速浸水饱和,以此来测定砂井井底地层的湿陷量和砂井周围黄土的自重湿陷量。通过2组砂井载荷浸水试验,测试了不同压力和浸水条件下不同深度地层的湿陷变形,对比分析了砂井载荷浸水试验和临近场地大型试坑浸水试验,结果表明砂井载荷浸水试验的判定结果与试坑浸水试验一致,说明砂井载荷浸水试验是可行的。砂井载荷浸水试验具有周期短、费用低、场地条件要求低、用水量小等优点,适用于深层黄土湿陷性的研究,对黄土地区(尤其是深层黄土)工程的湿陷性评价有一定的参考意义。

宁夏扶贫扬黄工程泵站大厚度自重温陷性黄土预浸水法处理地基研究

本文结合宁夏扶贫扬黄工程10号、11号、12号、南城拐支泵站预浸水地基处理设计、施工及观测试验的结果,寻求大厚度自重湿陷性黄土预浸水处理技术中所涉及到的主要问题的解决对策。通过现场浸水揭示了湿陷量与浸水时间的关系、湿陷速率的变化特征、总耗水量、每昼夜耗水量与浸水时间的关系、停水条件及稳定标准等,其预浸水法处理地基的规模远远大干既往同类研究记录。以上问题的解决将为大厚度自重湿陷性黄土预浸水处理的合理设计提供较完善的理论依据和为现行《湿陷性黄土地区建筑规范》修订提供新的经验。本文的研究成果可供今后类似的地基处理工程及修订黄土规范参考。

西安洪庆地铁车站地基湿陷性研究

以西安地铁洪庆站为研究对象,针对现行“湿陷性黄土地区建筑规范”评价方法所得结果误差较大的问题,开展了现场原位试坑浸水试验,表明了该车站位于自重湿陷性黄土场地。通过数值分析方法,模拟车站施工过程,分析了不同埋深条件下车站基底分布实际竖向应力,揭示了地铁车站修建过程中地层内的卸荷特征,建立了不同埋深车站基底及围护结构基底竖向压缩应力分布函数。应用Flamant弹性解,建立了基底黄土实际竖向压缩应力随埋深变化的计算公式。通过结构压缩屈服应力与综合物理特征量的关系、压缩孔隙比与初始孔隙比比值与压缩应力与结构压缩屈服应力比值的关系,建立了计算浸水饱和黄土湿陷系数的“浸水结构破坏湿陷性”评价方法,并与现场试坑浸水试验结果进行比较,验证了评价方法的可靠性。对黄土地区城市轨道交通工程设计中湿陷变形量预测和地基处理深度的合理确定具有一定的参考借鉴意义。