戈壁碎石土地基原状土掏挖基础抗拔试验研究

在甘肃和新疆的7个试验场地完成了40个戈壁碎石土地基原状土扩底掏挖基础抗拔试验,得到了基础抗拔荷载-位移特性。结果表明,上拔荷载作用下,戈壁碎石土地基掏挖基础具有良好的抗拔承载性能,荷载-位移曲线呈大致相同变化规律,可分为扩大端土体被压密的弹性阶段、土体剪切变形至塑性区贯通的弹塑性阶段、滑动面形成至破坏的3个特征阶段。根据基础荷载-位移曲线,采用双切线交法确定了试验基础极限上拔承载力。基于土体滑移线场理论和Mohr-Coulomb强度准则,引入抗拔土体圆弧滑动面假设,推导了戈壁掏挖扩底基础的抗拔承载力理论计算公式,并将试验结果与理论计算结果进行了对比分析。

戈壁碎石土胶结作用机制及其微观力学模型研究

戈壁是广泛分布于我国西北地区的一类特殊土地基,由粗粒、细粒、细粒-粗粒间的相互接触与胶结作用而形成骨架颗粒结构,粒间胶结效应明显,工程性质也不同于一般"土石混合体"。以新疆和甘肃典型戈壁碎石土为对象,完成了戈壁碎石土p H值及可溶盐含量测试,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜镜下观察和能谱分析等方法,测试获得了戈壁碎石土胶结矿物成分及其微观结构特征与元素组成,揭示了戈壁碎石土粒间胶结作用力类型与形成机制。根据戈壁碎石土胶结物组分及微细观结构测试结果,分析了戈壁碎石土中黏土矿物晶胞吸附其他胶结物或土颗粒中的阳离子所形成胶结的可能化学结构,建立了戈壁碎石土胶结力作用微观力学模型。以胶结黏土矿物含量为变量,得到了戈壁碎石土抗剪黏聚强度与颗粒胶结力间的关系式,并与现场试验结果对比。结果表明,戈壁碎石土宏观强度来源多样,是盐分胶结及土体胶结物微观晶面上离子键作用的综合结果;戈壁碎石土粒间黏土矿物胶结作用实质是黏土矿物或碳酸钙中非金属原子(如O原子)与土体中金属阳离子相结合而形成离子键,胶结力大小由连接胶结物微观晶面间的多个离子键综合贡献确定。

兰新第二双线戈壁土路基填料填筑试验研究

在兰新铁路第二双线某试验段分别采用重锤夯实、冲击碾压和重型碾压处理的地基上,进行以戈壁细圆砾土为填料的现场路基填筑压实试验研究。研究结果表明,采用戈壁细圆砾土作为填料时,填料的粒径应在6cm及以下,并采用取土场挖坑灌水渗透方法进行填料拌水施工;填筑的松铺系数为1.1,基床底层和基床以下路堤的虚铺厚度分别为35和40cm,最优含水率为3%,最佳碾压方式为静压1遍、强振3遍、弱振2遍、再静压2遍;为加快路基压实质量的检测速度,建议现场检测压实质量以地基系数K30和压实度K或孔隙率n为主控指标,且基床以下路堤的孔隙率n≤23%,基床底层路堤的孔隙率n≤21%;用3种地基处理方法处理后的路基经堆载预压,其沉降稳定较快,工后沉降均满足铺设无砟轨道的设计标准。

砾土质戈壁滴灌湿润模型研究

【目的】通过对砾土质戈壁进行滴灌试验,研究不同灌溉时间和滴头流量对土壤湿润体特征的影响,为滴灌系统的科学设计和水分精确管理制度提供理论依据。【方法】以砾土戈壁土质为研究对象,设计不同灌溉时间(4、6和8 h)与不同滴头流量(4.0、6.0和8.0 L/h)的双因素试验,观测土壤湿润体水平扩散距离和垂直入渗深度。【结果】砾土戈壁滴灌湿润体近似旋转抛物体,随着灌溉时间和滴头流量的增加,土壤湿润体水平扩散距离和垂直入渗深度均呈现增加的趋势;并得出湿润模型的非线性回归方程D=(17.353+0.788q)Q^(0.512)(R=0.954,P<0.001)和H=(56.887+1.541q)Q^(0.271)(R=0.966,P<0.001),根据经验公式计算出滴头流量为5.0 L/h为宜,灌水时间以6～8 h为宜,不宜超过8 h,滴头间距为100 cm左右。【结论】初步探索出砾土质戈壁滴灌湿润模型,为滴灌设计参数和滴灌灌溉制度的确定提供一定理论依据。

戈壁滩高速铁路强夯地基及静载试验研究

首次对戈壁滩在建的兰(州)新(疆)高速铁路的玉门镇段的4.40 m厚不均匀圆砾土层路基,采用强夯地基处理,取夯锤直径2.50 m,,锤高0.70 m,锤重267.0 kN,提升高度大于10.00 m,强夯能量大于2 670 kN.m;点夯三遍,满夯两遍,强夯地基下沉量达0.27 m,改善了圆砾土的不均匀性,强夯地基强度明显提高;强夯结束15天后,采用动力触探、静载试验对强夯地基进行承载力检测,动力触探深度4.70 m,静载试验取钢质正方形承压板宽度2.20 m×2.20 m,最大荷载1 782.4kN,检测影响深度达4.40 m,静载承载力特征值184 kPa,满足设计180 kPa的要求。

乌鲁木齐机场戈壁砾石土填料的工程特性试验研究

以新疆乌鲁木齐机场改扩建工程中道基填筑拟采用的戈壁砾石土填料为研究对象,开展了戈壁砾石土的颗粒分析、表面振动压实、点荷载强度等物理力学试验,对其颗粒特征、压实特性以及大粒径砾石强度展开了探讨。结果表明:该地区戈壁砾石土不均匀系数C_(u)为37.9,曲率系数C_(e)为2.12,属于级配良好的砾类土,且填料在1~2mm粒组处存在一定程度的缺失;不同粗颗粒含量戈壁土均存在明显的最优含水率与最大干密度,最大干密度随含水率变化呈现抛物线形式,且随着填料粗颗粒含量的增加而增加;天然级配的戈壁砾石土粗颗粒含量超过70%,最大干密度可达2.41 g/cm^(3);另外,戈壁砾石土中大块砾石的强度较高,自然风干状态下单轴抗压强度的平均值约为60 MPa。试验得出乌鲁木齐机场建设采用的天然级配的戈壁砾石土是一种非常好的道基填筑材料,研究结果亦可为类似工程提供参考。

穴状施用“NSI-415”保水剂对砾质戈壁灰漠土土壤理化性质的影响

在北疆准噶尔盆地砾质戈壁的灰漠土上穴状施用不同量的"NSI-415"保水剂观测其对土壤理化性质的影响。研究结果表明:穴状施用"NSI-415"保水剂对砾质戈壁灰漠土土壤的含水率,pH值、有机质和总盐含量,容重,结构组成均无显著影响。

兰新高速铁路戈壁碎石土地基处理方法试验研究

兰新高速铁路第二双线路基长度占线路长度比例大,是迄今为止国内高等级铁路路基比例最大的铁路,途经地区多为戈壁地貌,路基多为碎石土。该线采用无砟轨道,对路基压实度控制和工后沉降要求十分严格,而目前铁路对此还没有专门的技术规范。以所采用的碎石土地基处理技术及其检测资料,对比分析了重锤夯实、冲击碾压和重型碾压三种方法的加固机理和处理效果。试验研究结果表明,戈壁碎石土地基采用三种方法处理均能满足设计要求,而综合比较,以重型碾压处理相对较好,可优先选用。

新疆戈壁地区输电线路铁塔掏挖基础的设计与应用

戈壁碎石土是一种特殊土体,为充分发挥其工程力学特性,输电线路基础工程在该类地区通常采用掏挖基础形式。针对新疆戈壁土地区铁塔掏挖基础的选型和设计问题,根据掏挖基础和戈壁碎石土地基的特点,分析了多个碎石土场地掏挖基础的载荷试验结果,研究了该基础在新疆戈壁地区的适用性,提出了基础稳定性的分析方法及设计条件,并在新疆地区依托工程中进行了设计应用,取得了良好的经济和社会效益。

输电线路戈壁地基抗剪强度参数取值的试验研究

通过对新疆和甘肃地区戈壁碎石土地基现场分层直剪试验,研究了其抗剪特性和强度参数的取值。试验结果表明:戈壁碎石土地基具有较好的抗剪承载性能,正应力作用下其抗剪承载过程可分为弹性变形、弹塑性至峰值强度、强度软化至残余强度3个阶段;戈壁碎石土地基内摩擦角的均值、标准差和变异系数分别为40.6°～43.6°、3.4°～10.3°、0.003～0.253,黏聚强度的均值、标准差和变异系数分别为10.5～23.0kPa、1.2～7.3kPa、0.12～0.33;黏聚强度的标准差和变异系数均有随黏聚强度均值的增大而增大的趋势。研究成果可为我国戈壁地区掏挖基础工程应用及其设计优化提供参考。