西安城市軌道交通濕陷性黃土評價方法研究
發(fā)布時間:2021-04-19 04:11
濕陷性黃土決定城市軌道建設中隧道的埋深、走向和縱斷面形式。隨著城市建設的不斷發(fā)展,地鐵區(qū)間線路經(jīng)常橫跨多個不同的地貌單元。不同地貌單元黃土地層的濕陷變形分析以及合理評價是城市軌道交通建構筑物設計的依據(jù)。目前仍然采用現(xiàn)行《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB 50025-2004(簡稱“黃土規(guī)范”)對城市軌道交通進行濕陷評價,“黃土規(guī)范”中建構筑物重要等級主要依據(jù)多層房屋破壞經(jīng)驗以及建筑物浸水可能性進行劃分,不適應于地下空間建構筑物,且現(xiàn)行“黃土規(guī)范”主要適用于基礎相對較淺的地上建構筑物,不適用于城市軌道交通的開挖卸載條件下濕陷的評價,無法安全有效指導城市軌道交通濕陷性黃土地基處理。針對以上工程問題,本文主要通過數(shù)值模擬以及理論分析的方法對建構筑物分類標準、不同地貌場地濕陷變形規(guī)律以及浸水時-空特性、建構筑物基底壓力進行分析,提出適用于城市軌道交通濕陷變形量的計算方法。主要研究成果如下:(1)以建構筑重要等級、結構適應變形的能力、浸水環(huán)境三個因素為城市軌道交通建構筑物重要等級的分類標準,提出了城市軌道交通建構筑物分類的方法。(2)收集西安地區(qū)地鐵路網(wǎng)范圍內的大型浸水試驗資料基礎上,根據(jù)不同地貌進...
【文章來源】:西安理工大學陜西省
【文章頁數(shù)】:129 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
西安地鐵規(guī)劃線路圖[11]
籩臉っ?貳⒘?畔叨?甕蚴倌下分撂錛彝?也分布有大厚度濕陷性黃土,經(jīng)過大型現(xiàn)場浸水試驗實測確定場地濕陷等級為自重濕陷性黃土,對濕陷底界進行了合理評價,主體結構底板以下無實際可發(fā)生的剩余濕陷量,從而回避了主體結構地基處理問題。臨潼線田王至紫霞三路段,尤其是洪慶站,濕陷性黃土厚度大,濕陷性強,在開展大型現(xiàn)場浸水試驗合理評價場地濕陷特征的基礎上,提出了判斷是否需要處理的原則,最終洪慶站主體采用了DDC孔內深層夯擴樁進行處理,暗挖隧道根據(jù)剩余濕陷土層的厚度采用了灰土墊層和微型樁進行了處理[12]。圖1-2西安地鐵濕陷性黃土問題Fig.1-2TheproblemofcollapsibleloessinXi"ansubway地鐵等地下工程與地表建筑有不同的荷載模式,一般情況下地鐵車站沒有上覆荷載,對土層來說是卸荷作用[13],且重點考慮的是相對深層黃土的濕陷問題,所以整個濕陷性黃土地層的試驗、評價、處理都顯得格格不入。這一問題,在勘察、設計過程中,技術人員都已有一定的認識,但限于規(guī)范的要求,大家不得不死搬硬套,致使一些勘察成果無法直接應用,設計方案不盡合理,工程或偏于風險或偏于保守。為此,考慮城市軌道交通工程的特點,提出地下工程濕陷性黃土新的試驗方法、評價體系,在此基礎上提出相應的處理原則、處理措施顯得尤為重要,也迫在眉睫。同時,擬建立的評價體系也可供地下綜合管廊、市政工程提供理論支持和指導,預期不僅節(jié)省大量的投資,而且使黃土力學和工程的研究更加完善。1.2黃土濕陷性評價方法及研究現(xiàn)狀1.2.1黃土濕陷機理及其成因黃土是一種多孔隙、多相、松散的介質體,具有土顆粒構成的獨特骨架結構,其間的空隙被水和氣填充,其中水和氣伴隨著物質組成、相對含量、物質狀態(tài)處于不斷的運動變化過程,這形成了黃土伴隨著沉積?
西安理工大學碩士學位論文4淺部黃土的浸水濕陷變形規(guī)律、多層房屋的破壞經(jīng)驗、最大濕陷的評價體系和以地基處理為主的綜合措施[36-38]。在濕陷性評價方面,始終突出最大濕陷的評價體系,浸水按照完全飽和考慮,試驗壓力按照最大壓力考慮[39],這兩個引起黃土濕陷的核心因素都按最不利條件考慮,最終致使評價的濕陷量達到最大,與工程實際存在一定的差異,相對而言,對于淺層黃土,這一評價體系基本符合規(guī)律,而對于深層黃土,得到的最終濕陷量與實際可能存在很大差異[40]。圖1-3黃土工程濕陷性評價體系Fig.1-3Evaluationsystemofcollapsibilityofloessengineeringb.國外評價體系在國外,也從不同角度對黃土的濕陷性評價。在美國采用3種方法評價黃土濕陷性:一是采用黃土的干重度d預測以及評價濕陷性;二是引入濕陷比的概念用來評價濕陷性;三是用干密度d和液限LW基本物理指標預測濕陷性。最常用的方法是用天然干重度d的大小將濕陷性分為濕陷高度敏感、濕陷中等敏感、無嚴重濕陷三種情況[41]。在羅馬尼亞,將濕陷性黃土劃分為A類(非自重濕陷性黃土)和B類(自重濕陷性黃土)兩類,按試坑浸水試驗實測的自重濕陷量()efmgI進行濕陷類型劃分,當5efmgIcm時,定為A類;當ef5mgIcm時,定為B類[42]。阿根廷在雙線法的基礎上,采用土體的自重壓力和在天然以及飽和黃土試樣結構發(fā)生破壞時的應力進行濕陷系數(shù)的計算。匈牙利在1978年利用孔隙比e、飽和度rs建立了濕陷系數(shù)的表達方程[43,44]?v觀上述國內外的濕陷評價方法,發(fā)現(xiàn)所有的評價評價方法參數(shù)選擇大多以反應黃土密實程度的以及含水量的兩大類指標為自變量,結合各地經(jīng)驗采用不同的濕陷系數(shù)表達方式,具有各自的區(qū)域性特點,盡管目前關于濕陷性黃土的研究成果已經(jīng)經(jīng)過半個多世紀激烈碰撞但?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]西安城市軌道交通工程黃土濕陷性評價體系及地基處理問題的思考[J]. 鄧國華,楊智國,王文,王志壯. 陜西建筑. 2019(07)
[2]濕陷性黃土與地鐵地下結構相互作用機理研究[J]. 王立新,劉保健,白陽陽. 現(xiàn)代隧道技術. 2019(01)
[3]濕陷性黃土地區(qū)海綿城市規(guī)劃及建設探索—以西安為例[J]. 韓松磊. 給水排水. 2019(01)
[4]非飽和土與特殊土力學及工程應用研究的新進展[J]. 陳正漢,郭楠. 巖土力學. 2019(01)
[5]地鐵盾構隧道上方基坑開挖卸荷-加載影響研究[J]. 姚愛軍,張劍濤,郭海峰,郭彥非. 巖土力學. 2018(07)
[6]不同浸水方式對黃土地鐵隧道變形影響研究[J]. 王二磊,梁慶國,王飛,向亮. 鐵道科學與工程學報. 2018(01)
[7]給水管網(wǎng)三維滲漏計算[J]. 何勇興,張土喬,邵煜,楊艷. 浙江大學學報(工學版). 2017(11)
[8]黃土隧道的濕陷變形規(guī)律及其對襯砌結構的作用[J]. 李駿,邵生俊,李國良,苗賀朝,鹿忠剛. 巖石力學與工程學報. 2018(01)
[9]西安地鐵四號線南段大厚度濕陷性黃土浸水試驗研究[J]. 李開超,高虎艷,鄭建國,王慶滿,姜夢林. 地下水. 2017(02)
[10]基于增濕變形的渠道工程黃土渠基濕陷性評價方法[J]. 張愛軍,邢義川,汪海濤,郭敏霞,任文淵. 水利學報. 2017(01)
博士論文
[1]黃土隧道圍巖濕陷與襯砌結構相互作用機制及其評價方法研究[D]. 李駿.西安理工大學 2019
[2]水作用下黃土三維微結構演化及濕陷機理研究[D]. 魏亞妮.長安大學 2019
[3]黃土的結構性與濕載變形特性及其評價方法研究[D]. 王麗琴.西安理工大學 2017
[4]濕陷性黃土地層與地鐵結構相互作用機理及變形控制標準研究[D]. 王立新.長安大學 2016
[5]大厚度濕陷性黃土濕陷變形機理、地基處理及試驗研究[D]. 王雪浪.蘭州理工大學 2012
碩士論文
[1]黃土場地管道漏水入滲規(guī)律與地基濕陷變形研究[D]. 王俊茂.長安大學 2018
[2]西安曲江南湖蓄水對地下水動力場的影響研究[D]. 張晗.長安大學 2017
[3]農(nóng)田灌溉對高速鐵路黃土路堤沉降變形的影響[D]. 李小輝.西安理工大學 2016
[4]黃土中水分遷移規(guī)律研究[D]. 李萍.長安大學 2013
[5]人工湖區(qū)地下水監(jiān)測與模擬研究[D]. 王慶永.西安理工大學 2008
本文編號:3146807
【文章來源】:西安理工大學陜西省
【文章頁數(shù)】:129 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
西安地鐵規(guī)劃線路圖[11]
籩臉っ?貳⒘?畔叨?甕蚴倌下分撂錛彝?也分布有大厚度濕陷性黃土,經(jīng)過大型現(xiàn)場浸水試驗實測確定場地濕陷等級為自重濕陷性黃土,對濕陷底界進行了合理評價,主體結構底板以下無實際可發(fā)生的剩余濕陷量,從而回避了主體結構地基處理問題。臨潼線田王至紫霞三路段,尤其是洪慶站,濕陷性黃土厚度大,濕陷性強,在開展大型現(xiàn)場浸水試驗合理評價場地濕陷特征的基礎上,提出了判斷是否需要處理的原則,最終洪慶站主體采用了DDC孔內深層夯擴樁進行處理,暗挖隧道根據(jù)剩余濕陷土層的厚度采用了灰土墊層和微型樁進行了處理[12]。圖1-2西安地鐵濕陷性黃土問題Fig.1-2TheproblemofcollapsibleloessinXi"ansubway地鐵等地下工程與地表建筑有不同的荷載模式,一般情況下地鐵車站沒有上覆荷載,對土層來說是卸荷作用[13],且重點考慮的是相對深層黃土的濕陷問題,所以整個濕陷性黃土地層的試驗、評價、處理都顯得格格不入。這一問題,在勘察、設計過程中,技術人員都已有一定的認識,但限于規(guī)范的要求,大家不得不死搬硬套,致使一些勘察成果無法直接應用,設計方案不盡合理,工程或偏于風險或偏于保守。為此,考慮城市軌道交通工程的特點,提出地下工程濕陷性黃土新的試驗方法、評價體系,在此基礎上提出相應的處理原則、處理措施顯得尤為重要,也迫在眉睫。同時,擬建立的評價體系也可供地下綜合管廊、市政工程提供理論支持和指導,預期不僅節(jié)省大量的投資,而且使黃土力學和工程的研究更加完善。1.2黃土濕陷性評價方法及研究現(xiàn)狀1.2.1黃土濕陷機理及其成因黃土是一種多孔隙、多相、松散的介質體,具有土顆粒構成的獨特骨架結構,其間的空隙被水和氣填充,其中水和氣伴隨著物質組成、相對含量、物質狀態(tài)處于不斷的運動變化過程,這形成了黃土伴隨著沉積?
西安理工大學碩士學位論文4淺部黃土的浸水濕陷變形規(guī)律、多層房屋的破壞經(jīng)驗、最大濕陷的評價體系和以地基處理為主的綜合措施[36-38]。在濕陷性評價方面,始終突出最大濕陷的評價體系,浸水按照完全飽和考慮,試驗壓力按照最大壓力考慮[39],這兩個引起黃土濕陷的核心因素都按最不利條件考慮,最終致使評價的濕陷量達到最大,與工程實際存在一定的差異,相對而言,對于淺層黃土,這一評價體系基本符合規(guī)律,而對于深層黃土,得到的最終濕陷量與實際可能存在很大差異[40]。圖1-3黃土工程濕陷性評價體系Fig.1-3Evaluationsystemofcollapsibilityofloessengineeringb.國外評價體系在國外,也從不同角度對黃土的濕陷性評價。在美國采用3種方法評價黃土濕陷性:一是采用黃土的干重度d預測以及評價濕陷性;二是引入濕陷比的概念用來評價濕陷性;三是用干密度d和液限LW基本物理指標預測濕陷性。最常用的方法是用天然干重度d的大小將濕陷性分為濕陷高度敏感、濕陷中等敏感、無嚴重濕陷三種情況[41]。在羅馬尼亞,將濕陷性黃土劃分為A類(非自重濕陷性黃土)和B類(自重濕陷性黃土)兩類,按試坑浸水試驗實測的自重濕陷量()efmgI進行濕陷類型劃分,當5efmgIcm時,定為A類;當ef5mgIcm時,定為B類[42]。阿根廷在雙線法的基礎上,采用土體的自重壓力和在天然以及飽和黃土試樣結構發(fā)生破壞時的應力進行濕陷系數(shù)的計算。匈牙利在1978年利用孔隙比e、飽和度rs建立了濕陷系數(shù)的表達方程[43,44]?v觀上述國內外的濕陷評價方法,發(fā)現(xiàn)所有的評價評價方法參數(shù)選擇大多以反應黃土密實程度的以及含水量的兩大類指標為自變量,結合各地經(jīng)驗采用不同的濕陷系數(shù)表達方式,具有各自的區(qū)域性特點,盡管目前關于濕陷性黃土的研究成果已經(jīng)經(jīng)過半個多世紀激烈碰撞但?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]西安城市軌道交通工程黃土濕陷性評價體系及地基處理問題的思考[J]. 鄧國華,楊智國,王文,王志壯. 陜西建筑. 2019(07)
[2]濕陷性黃土與地鐵地下結構相互作用機理研究[J]. 王立新,劉保健,白陽陽. 現(xiàn)代隧道技術. 2019(01)
[3]濕陷性黃土地區(qū)海綿城市規(guī)劃及建設探索—以西安為例[J]. 韓松磊. 給水排水. 2019(01)
[4]非飽和土與特殊土力學及工程應用研究的新進展[J]. 陳正漢,郭楠. 巖土力學. 2019(01)
[5]地鐵盾構隧道上方基坑開挖卸荷-加載影響研究[J]. 姚愛軍,張劍濤,郭海峰,郭彥非. 巖土力學. 2018(07)
[6]不同浸水方式對黃土地鐵隧道變形影響研究[J]. 王二磊,梁慶國,王飛,向亮. 鐵道科學與工程學報. 2018(01)
[7]給水管網(wǎng)三維滲漏計算[J]. 何勇興,張土喬,邵煜,楊艷. 浙江大學學報(工學版). 2017(11)
[8]黃土隧道的濕陷變形規(guī)律及其對襯砌結構的作用[J]. 李駿,邵生俊,李國良,苗賀朝,鹿忠剛. 巖石力學與工程學報. 2018(01)
[9]西安地鐵四號線南段大厚度濕陷性黃土浸水試驗研究[J]. 李開超,高虎艷,鄭建國,王慶滿,姜夢林. 地下水. 2017(02)
[10]基于增濕變形的渠道工程黃土渠基濕陷性評價方法[J]. 張愛軍,邢義川,汪海濤,郭敏霞,任文淵. 水利學報. 2017(01)
博士論文
[1]黃土隧道圍巖濕陷與襯砌結構相互作用機制及其評價方法研究[D]. 李駿.西安理工大學 2019
[2]水作用下黃土三維微結構演化及濕陷機理研究[D]. 魏亞妮.長安大學 2019
[3]黃土的結構性與濕載變形特性及其評價方法研究[D]. 王麗琴.西安理工大學 2017
[4]濕陷性黃土地層與地鐵結構相互作用機理及變形控制標準研究[D]. 王立新.長安大學 2016
[5]大厚度濕陷性黃土濕陷變形機理、地基處理及試驗研究[D]. 王雪浪.蘭州理工大學 2012
碩士論文
[1]黃土場地管道漏水入滲規(guī)律與地基濕陷變形研究[D]. 王俊茂.長安大學 2018
[2]西安曲江南湖蓄水對地下水動力場的影響研究[D]. 張晗.長安大學 2017
[3]農(nóng)田灌溉對高速鐵路黃土路堤沉降變形的影響[D]. 李小輝.西安理工大學 2016
[4]黃土中水分遷移規(guī)律研究[D]. 李萍.長安大學 2013
[5]人工湖區(qū)地下水監(jiān)測與模擬研究[D]. 王慶永.西安理工大學 2008
本文編號:3146807
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