鉆孔預(yù)浸水法處理深厚濕陷性黃土地基試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-28 20:10
預(yù)浸水法是深厚濕陷性黃土地區(qū)采用的一種地基處理方式,具有施工操作簡便、處理范圍廣和可有效消除處理范圍內(nèi)自重濕陷性的特性,對面積較大的浸水坑處理效果尤為明顯。本文以傳統(tǒng)預(yù)浸水法為基礎(chǔ),針對其浸水入滲過程緩慢、作用于深部地層所需時(shí)間較長和用水量過大等不足之處作出了改進(jìn),提出了一種改良的浸水方法—鉆孔預(yù)浸水法;鉆孔預(yù)浸水法是在浸水試坑底部鉆井形成多個浸水井,通過對多個浸水井同時(shí)注水使入滲水可直接作用于預(yù)處理范圍內(nèi)的濕陷性黃土層。本文依托實(shí)際工程,采用計(jì)算模型推導(dǎo)、物理試驗(yàn)和有限元軟件模擬驗(yàn)證的方法,對鉆孔預(yù)浸水法處理深厚濕陷性黃土地基時(shí)浸水量和處理范圍的可控性和處理效果作出評價(jià)。論文的主要研究成果如下:(1)建立了鉆孔預(yù)浸水法處理濕陷性黃土地基時(shí),采用矩形布井法浸水的浸濕飽和土體體積計(jì)算模型和所需用水量計(jì)算模型。(2)通過數(shù)值模擬軟件研究了單浸水井隨不同井深、井徑和雙井井間距與入滲時(shí)長的水分入滲規(guī)律和浸水影響范圍。研究結(jié)果表明:浸水單井浸濕飽和區(qū)形狀均為水滴狀,浸濕飽和區(qū)水平向入滲范圍穩(wěn)定時(shí)長先于豎向入滲;不同浸水井深和井徑的水分入滲穩(wěn)定時(shí)長和浸濕影響范圍隨井深和井徑的增大而增大;雙井浸水時(shí)...
【文章來源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
2黃土地基鉆孔預(yù)浸水法浸水理論研究112.2.2相同時(shí)段不同方向滲流長度計(jì)算設(shè)t時(shí)段內(nèi)沿不同方向的滲流長度如圖2.1,圖中A點(diǎn)為入滲點(diǎn),AB為滲流水在t時(shí)段由點(diǎn)A入滲并沿水平方向的滲流長度xl,hAC為滲流水在t時(shí)段由點(diǎn)A入滲并沿豎直方向的滲流長度,DlA為滲流水在t時(shí)段由點(diǎn)A入滲并沿與豎直方向夾角為的任意方向的滲流長度。圖2.1t時(shí)段內(nèi)滲流長度示意圖對水平方向AB(90),其達(dá)西定律表達(dá)式為:xxxxxxxkllkik(2.1)對豎直方向AC(0),有yyyyykhhkik/(2.2)對于與豎直夾角為的任意方向AD而言:cossinsincosyxxykkllkllkki(2.3)式中:xk、滲透系數(shù)。分別為水平向和豎直向yk根據(jù)上述分析表明,以入滲點(diǎn)為起點(diǎn),同一矢量方向上各點(diǎn)的滲透速度保持定值,在水平方向xxk,在豎直方向yyk,在與豎直方向夾角為的任意方向cossinyxkk水在黃土孔隙中的流動速度與滲流速度有如下關(guān)系:nu(2.4)式中:u為水在土中滲流的實(shí)際流速;為達(dá)西滲透速度;n為土的孔隙率。則在時(shí)段為t的滲流計(jì)算模型內(nèi),水平方向、豎直方向和夾角為的任意方向的滲流長度表示如下:
西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文12tuxxtuhytul(2.5)式中:uuy分別為豎直方向和夾角為的任意方向的流速,顯然有yx///uhuxult(2.6)將nuxx、nuyy和nu及式(2.1)、式(2.2)和式(2.3)代入式(2.6)經(jīng)整理后有:yxyxyyxxkkkkkxkkkhl2sincoscossin22(2.7)2.2.3圓形浸水井浸濕土體積計(jì)算現(xiàn)場試驗(yàn)采用圓形浸水井,設(shè)圓形浸水井半徑為1D,深度為z,在壓力水頭作用下,最大浸濕半徑位于井底位置處設(shè)為D,浸水后的豎直向入滲深度為h,則浸濕土體過圓心的計(jì)算簡圖剖面形狀如圖2.2。圖2.2圓形浸水井浸濕土體積剖面圖假設(shè)浸濕土體在任意水平面上形狀為圓形,設(shè)其直徑為D,則D與1D有如下關(guān)系:sin21DlD(2.8)對式(2.8)兩邊平方可得:sin4sin4122212DDllD(2.9)其中z和l有如下關(guān)系:lzcos(2.10)由式(2.7)和式(2.10)可得:yxxyxyyxkkhkkxkxkkhkz2sincossin222(2.11)對式(2.10)求微分并整理后得:dkkhkkxkxkkhkdzyxxyxyyx22sin2cos22(2-12)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]砂井浸水試驗(yàn)在黃土隧道地基濕陷變形評價(jià)中的應(yīng)用研究[J]. 李駿,邵生俊,佘芳濤,王永鑫. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2019(09)
[2]長期浸水作用下重塑黃土滲透特性變化規(guī)律分析[J]. 鄒錫云,許強(qiáng),趙寬耀,杜鵬川,袁爽. 水利水電技術(shù). 2019(10)
[3]垂直節(jié)理對黃土滲透性的影響研究[J]. 張風(fēng)亮,羅揚(yáng),朱武衛(wèi),田鵬剛,周庚敏,劉栩豪,劉俊. 工業(yè)建筑. 2019(01)
[4]大西客專濕陷性黃土的大型浸水試驗(yàn)和路基處理方案研究[J]. 康寧,羅奇斌,郭樂,付新平,朱亮. 工業(yè)建筑. 2018(12)
[5]毛細(xì)管滲流模型在黃土滲透性中的應(yīng)用探討[J]. 洪勃,李喜安,王力,李林翠. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2018(05)
[6]干密度對黃土滲透系數(shù)的影響[J]. 馬亞維,諶文武,畢駿,郭桂紅,焦貴德. 巖土工程學(xué)報(bào). 2018(S1)
[7]考慮徑流補(bǔ)給的滑坡滲流三維有限元模擬[J]. 何玲麗,田東方. 水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[8]深層浸水處理大厚度自重濕陷性黃土地基的試驗(yàn)研究[J]. 陳明明. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2017(19)
[9]黃土濕陷對滲透系數(shù)影響的試驗(yàn)研究[J]. 李喜安,洪勃,李林翠,王力. 中國公路學(xué)報(bào). 2017(06)
[10]原狀與重塑黃土凍融過程滲透特性對比試驗(yàn)研究[J]. 許健,王掌權(quán),任建威,袁俊. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2017(02)
本文編號:3056390
【文章來源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
2黃土地基鉆孔預(yù)浸水法浸水理論研究112.2.2相同時(shí)段不同方向滲流長度計(jì)算設(shè)t時(shí)段內(nèi)沿不同方向的滲流長度如圖2.1,圖中A點(diǎn)為入滲點(diǎn),AB為滲流水在t時(shí)段由點(diǎn)A入滲并沿水平方向的滲流長度xl,hAC為滲流水在t時(shí)段由點(diǎn)A入滲并沿豎直方向的滲流長度,DlA為滲流水在t時(shí)段由點(diǎn)A入滲并沿與豎直方向夾角為的任意方向的滲流長度。圖2.1t時(shí)段內(nèi)滲流長度示意圖對水平方向AB(90),其達(dá)西定律表達(dá)式為:xxxxxxxkllkik(2.1)對豎直方向AC(0),有yyyyykhhkik/(2.2)對于與豎直夾角為的任意方向AD而言:cossinsincosyxxykkllkllkki(2.3)式中:xk、滲透系數(shù)。分別為水平向和豎直向yk根據(jù)上述分析表明,以入滲點(diǎn)為起點(diǎn),同一矢量方向上各點(diǎn)的滲透速度保持定值,在水平方向xxk,在豎直方向yyk,在與豎直方向夾角為的任意方向cossinyxkk水在黃土孔隙中的流動速度與滲流速度有如下關(guān)系:nu(2.4)式中:u為水在土中滲流的實(shí)際流速;為達(dá)西滲透速度;n為土的孔隙率。則在時(shí)段為t的滲流計(jì)算模型內(nèi),水平方向、豎直方向和夾角為的任意方向的滲流長度表示如下:
西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文12tuxxtuhytul(2.5)式中:uuy分別為豎直方向和夾角為的任意方向的流速,顯然有yx///uhuxult(2.6)將nuxx、nuyy和nu及式(2.1)、式(2.2)和式(2.3)代入式(2.6)經(jīng)整理后有:yxyxyyxxkkkkkxkkkhl2sincoscossin22(2.7)2.2.3圓形浸水井浸濕土體積計(jì)算現(xiàn)場試驗(yàn)采用圓形浸水井,設(shè)圓形浸水井半徑為1D,深度為z,在壓力水頭作用下,最大浸濕半徑位于井底位置處設(shè)為D,浸水后的豎直向入滲深度為h,則浸濕土體過圓心的計(jì)算簡圖剖面形狀如圖2.2。圖2.2圓形浸水井浸濕土體積剖面圖假設(shè)浸濕土體在任意水平面上形狀為圓形,設(shè)其直徑為D,則D與1D有如下關(guān)系:sin21DlD(2.8)對式(2.8)兩邊平方可得:sin4sin4122212DDllD(2.9)其中z和l有如下關(guān)系:lzcos(2.10)由式(2.7)和式(2.10)可得:yxxyxyyxkkhkkxkxkkhkz2sincossin222(2.11)對式(2.10)求微分并整理后得:dkkhkkxkxkkhkdzyxxyxyyx22sin2cos22(2-12)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]砂井浸水試驗(yàn)在黃土隧道地基濕陷變形評價(jià)中的應(yīng)用研究[J]. 李駿,邵生俊,佘芳濤,王永鑫. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2019(09)
[2]長期浸水作用下重塑黃土滲透特性變化規(guī)律分析[J]. 鄒錫云,許強(qiáng),趙寬耀,杜鵬川,袁爽. 水利水電技術(shù). 2019(10)
[3]垂直節(jié)理對黃土滲透性的影響研究[J]. 張風(fēng)亮,羅揚(yáng),朱武衛(wèi),田鵬剛,周庚敏,劉栩豪,劉俊. 工業(yè)建筑. 2019(01)
[4]大西客專濕陷性黃土的大型浸水試驗(yàn)和路基處理方案研究[J]. 康寧,羅奇斌,郭樂,付新平,朱亮. 工業(yè)建筑. 2018(12)
[5]毛細(xì)管滲流模型在黃土滲透性中的應(yīng)用探討[J]. 洪勃,李喜安,王力,李林翠. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2018(05)
[6]干密度對黃土滲透系數(shù)的影響[J]. 馬亞維,諶文武,畢駿,郭桂紅,焦貴德. 巖土工程學(xué)報(bào). 2018(S1)
[7]考慮徑流補(bǔ)給的滑坡滲流三維有限元模擬[J]. 何玲麗,田東方. 水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[8]深層浸水處理大厚度自重濕陷性黃土地基的試驗(yàn)研究[J]. 陳明明. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2017(19)
[9]黃土濕陷對滲透系數(shù)影響的試驗(yàn)研究[J]. 李喜安,洪勃,李林翠,王力. 中國公路學(xué)報(bào). 2017(06)
[10]原狀與重塑黃土凍融過程滲透特性對比試驗(yàn)研究[J]. 許健,王掌權(quán),任建威,袁俊. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2017(02)
本文編號:3056390
本文鏈接:http://sikaile.net/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3056390.html
最近更新
教材專著