深厚黃土高填方工后變形機(jī)理與沉降規(guī)律研究.pdf

1、隨著“一帶一路”國(guó)家戰(zhàn)略的實(shí)施以及西部大開(kāi)發(fā)的深入，中西部地區(qū)的深厚黃土高填方工程建設(shè)多來(lái)越也，由此引發(fā)的高填方地基的沉降問(wèn)題也不斷刷新本領(lǐng)域的研究記錄。以深厚黃土高填方工程為主要研究對(duì)象，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析以及數(shù)值模擬等手段，針對(duì)深厚黃土高填方地基沉等機(jī)形變降突出問(wèn)題，研究了時(shí)效性、施工工況和水環(huán)境等主要因素對(duì)其工后沉降規(guī)律與變形機(jī)理的影響規(guī)律，主要研究成果為：
　　首先，通過(guò)對(duì)2個(gè)典型深厚黃土高填方工程進(jìn)行原位監(jiān)

2、測(cè)，對(duì)比分析了其變形規(guī)律異同，探討了其地基的工程地質(zhì)條件、地形及施工條件、地下水等因素對(duì)工后沉降的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：①深厚黃土地層地基上的填方工后沉降量大于填筑體自身的壓縮沉降量；②砂巖和泥巖地基的工后沉降量幾乎可以忽略不計(jì)，填方沉降主要由填筑體本身壓縮沉降完成；③不填的上基地同筑體的沉降變形規(guī)律存在較大的差異；④高填方引起的高應(yīng)力造成的高填方塑性流形特征是變深厚黃土填方工程工后沉降變形的一個(gè)新特征。
　　其次，為了進(jìn)一探索

3、高填方黃土地基與填筑工后沉降變形機(jī)理，開(kāi)展了三項(xiàng)特色室內(nèi)試驗(yàn)研究：①為了模擬填筑現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜地形條件下的復(fù)雜應(yīng)力路徑，改進(jìn)了K0蠕變儀使土樣在試驗(yàn)過(guò)程中不能發(fā)生側(cè)向變形，土樣的初始圍壓為零，隨著軸向壓力逐漸增大，土樣所受的側(cè)壓力也隨之增大，既能測(cè)出土體的變形量，也能測(cè)出土樣所受側(cè)壓力，以此來(lái)模土擬體在變程蠕過(guò)中側(cè)壓力的變化，研究比較了不同應(yīng)力路徑下的蠕變特性，揭示了不同地形條件下的工后沉降分布規(guī)律；②為了考慮深厚填方引發(fā)的高壓應(yīng)力狀態(tài)以及產(chǎn)

4、生的塑性流變等特點(diǎn)，特研發(fā)了高壓三軸蠕變儀，研究了水氣遷移引起的填方初始固結(jié)變形固結(jié)后期土骨架的塑性變形機(jī)理；③為了進(jìn)一步考慮圍壓、豎向應(yīng)力及含水率等作用下對(duì)加筋黃土填方力學(xué)性能的影響，研發(fā)了大尺寸三軸蠕變儀；應(yīng)用此儀器進(jìn)行系統(tǒng)模擬試驗(yàn)研究，建立了加筋黃土的PH模型，提出了加固效果系數(shù)β的概念，較好地描述了加筋前后黃土的綜合蠕變模量。
　　第三，基于以上室內(nèi)、外研究試，驗(yàn)建立了黃土高填方填筑過(guò)程及工后沉降的系統(tǒng)數(shù)值試驗(yàn)?zāi)Ｐ?；研究?/p>

5、填料壓實(shí)度、含水率、施工速率、填土厚度、溝谷兩側(cè)坡度、強(qiáng)夯處理深度六大因素對(duì)黃土高填方變形規(guī)律的影響機(jī)制與量化關(guān)系，高填方工包沉括降后方填體本身沉降和原地基沉降兩個(gè)部分，地基強(qiáng)夯深度越大，原地基整體剛度越大，產(chǎn)生的工后沉降越小。綜上研究，在相同填土厚度下，各因素對(duì)工后沉降的影響程度由大到小依次為：壓實(shí)度、含水率、填土速率、強(qiáng)夯深度以及溝谷坡度。
　　最后，為了深入探討水環(huán)境變化對(duì)高填方地基的增濕變形規(guī)律的影響，利用非飽和土滲流理論