【摘要】：隨著西部大開(kāi)發(fā)和“一帶一路”戰(zhàn)略和城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的綜合實(shí)施,黃土地區(qū)建筑物越來(lái)越多、其規(guī)模也越來(lái)越大,工程場(chǎng)地由低階地逐漸向高階地?cái)U(kuò)展,由河谷和平原不斷向黃土塬、梁、峁擴(kuò)展,加之部分城市平山造地,工程建設(shè)中遇到的大厚度濕陷性黃土問(wèn)題越來(lái)越突出,給工程和研究人員提出了一系列新的挑戰(zhàn),大厚度黃土問(wèn)題成為巖土科技界、工程界新的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。主要表現(xiàn)在對(duì)大厚度黃土濕陷變形特性了解尚不夠系統(tǒng),對(duì)大厚度黃土濕陷性的評(píng)價(jià)方法尚待進(jìn)一步完善,大厚度濕陷性黃土地基如何處理,樁基負(fù)摩阻力如何確定等等。另外,浸水是濕陷性黃土地基產(chǎn)生濕陷變形的最主要外因,研究黃土地基內(nèi)水分入滲規(guī)律是定量評(píng)估黃土濕陷以及進(jìn)行工程防排水措施設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。過(guò)去由于受水分原位測(cè)試技術(shù)的限制,對(duì)非飽和滲流問(wèn)題的研究主要偏重于數(shù)值方法,在黃土浸水入滲規(guī)律方面積累的實(shí)測(cè)資料還十分有限,對(duì)黃土水分入滲規(guī)律的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工程建設(shè)的需要,對(duì)其研究同樣具有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。鑒于此,本文在系統(tǒng)分析大厚度自重濕陷性黃土地基濕陷及滲透特性國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,在我國(guó)關(guān)中、豫西、青海等地選擇多處典型濕陷性黃土場(chǎng)地,通過(guò)大規(guī)�，F(xiàn)場(chǎng)試坑浸水試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的手段,對(duì)大厚度濕陷性黃土浸水后的濕陷變形特性、濕陷性黃土下限評(píng)價(jià)方法以及大厚度黃土地基水分入滲和消散規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究。取得的主要?jiǎng)?chuàng)新性成果有:(1)基于大量現(xiàn)場(chǎng)試坑浸水試驗(yàn),獲得了浸水后大厚度黃土地基自重濕陷變形的時(shí)域衍生特征及三維發(fā)展規(guī)律�，F(xiàn)場(chǎng)試坑浸水試驗(yàn)結(jié)果表明:地表和深部的濕陷變形均呈現(xiàn)出慢-快-慢-穩(wěn)定的特點(diǎn),但各階段的持續(xù)時(shí)間因場(chǎng)地的不同而不同;濕陷越嚴(yán)重的場(chǎng)地,地基受水浸濕時(shí),不但附加下沉量大,而且下沉速度也相對(duì)較快;浸水邊界對(duì)濕陷變形有明顯的抑制作用;停止浸水后,由于孔隙水消散,地基會(huì)發(fā)生明顯的固結(jié)變形,固結(jié)變形的大小因場(chǎng)地的不同而不同;濕陷性沿深度的變化趨勢(shì)為中部濕陷性強(qiáng),上部氣候影響層濕陷性有所退化,下部隨著深度的增加濕陷性逐漸減弱直至消失。(2)建立了自重濕陷性黃土下限現(xiàn)場(chǎng)試坑浸水試驗(yàn)實(shí)測(cè)值和相應(yīng)的室內(nèi)試驗(yàn)值之間的定量關(guān)系,發(fā)現(xiàn)了室內(nèi)試驗(yàn)值大于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值的客觀性、普遍性以及與地域無(wú)關(guān)性;分析了二者差異的形成機(jī)理;首次提出了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中濕陷性黃土下限的確定方法以及對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果的修正方法,可供大厚度濕陷性黃土區(qū)工程勘察和設(shè)計(jì)參考。(3)提出了大厚度黃土濕陷性綜合評(píng)價(jià)方法。針對(duì)大厚度黃土的特點(diǎn),從勘察手段、濕陷性指標(biāo)測(cè)試方法、黃土基本物理指標(biāo)與濕陷性的關(guān)系、自重濕陷量和濕陷量的計(jì)算等環(huán)節(jié)提出大厚度黃土濕陷性綜合評(píng)價(jià)方法。(4)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與數(shù)值模擬,定量揭示了水在大厚度原狀黃土地基中的入滲規(guī)律、浸水影響范圍,得到了大厚度黃土地基豎向和水平向不同部位的滲透系數(shù)及其變化規(guī)律,分析了水分滲透與濕陷變形的關(guān)系,為定量評(píng)價(jià)黃土濕陷性以及工程防排水設(shè)計(jì)提供了直接依據(jù)。(5)建立了可用于估算大厚度黃土地基剩余含水率的經(jīng)驗(yàn)公式,填補(bǔ)了該領(lǐng)域的研究空白。首次通過(guò)大型現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和水分原位測(cè)試技術(shù),定量研究了大厚度黃土地基水分消散的時(shí)空變化規(guī)律,建立了剩余含水率與消散時(shí)間之間的經(jīng)驗(yàn)公式,可用于估算地基浸水后的剩余含水率。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU444

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本文編號(hào)：2278911