兰州新区湿陷性黄土地基处理

工程界对于黄土湿陷性的研究和应用日趋完善,不仅对其影响因素进行分析,并且对其进行二元结构本构模型分析和采动厚湿陷性黄土破坏数值模拟研究。主要探讨了湿陷性黄土的工程处理措施。根据黄土湿陷性的特点,依托兰州新区市政道路的工程地质情况,分析判定了黄土的湿陷等级和处理深度,总结归纳了本地区湿陷性黄土地基处理的各种方案,即在一般黄土地区路段,预防为主,防止路基俩侧积水,对积水洼地和地表裂缝进行填平、夯实,道路两侧排水沟渠进行防渗加固。在重要路段,采取以下几种处理方案加以处理:换填灰土垫层法、重锤夯实法、冲击碾压法、强夯法以及孔内深层强夯法,详细介绍了这几种方法的加固机理、适用的情况、检测方法以及优缺点进行了讲述,并对灰土换填法灰土衰减机理的分析引申到工程的检测评定指标以及湿陷性黄土地基处理方案的有机合理叠加。根据拟建工程的实际情况,新区市政道路工程对各级湿陷性黄土采用了路床灰土换填及灰土底面以下翻挖重新压实或冲击碾压的有机结合的地基处理方案,达到了资源整合经济合理有效利用的目的,收到了预期的经济效益、环境效益和社会效益,并对湿陷性黄土地区的地基处理具有一定的借鉴意义。     

辽南滨海地区黄土磁化率特征及其古气候分析

通过对辽南滨海地区第四纪黄土沉积物的磁化率测量和分析,发现该区马兰黄土的磁化率值不高,反映了该区晚更新世受末次冰期影响,气候条件干冷,黄土粉尘沉积速率快,成壤作用微弱;时间更早的离石黄土磁化率值偏高,反映其成土环境较为温暖潮湿,黄土粉尘堆积速率慢,成壤作用好。磁化率曲线的波动变化反映了古气候发生多次旋回变化;黄土-古土壤序列很好的指示了干冷、暖湿气候的交替,也对应了冬季风、夏季风的交替变化。根据磁化率值对古气温和古降水量的回归计算得到古气温应介于5.85℃～13.0℃（＋1.5℃）,古降水量介于403.22mm～735mm,其标准都低于当今水平。反演辽南滨海地区中、晚更新世时期的黄土沉积环境是比较干冷的,并且经历了多次的小规模的干冷、暖湿交替变化。     

二灰黄土力学性能试验

为了给二灰黄土在道路工程中的广泛应用提供理论参考,进行了二灰黄土三轴剪切和直接剪切试验,分析了二灰黄土的力学性能。通过三轴剪切试验测得不同围压下二灰黄土的应力-应变曲线、峰值强度、残余强度、弹性模量和抗剪强度等力学指标;通过直接剪切试验测得不同含水质量分数、不同压实度下二灰黄土的凝聚力和内摩擦角。研究结果表明:二灰黄土峰值强度、残余强度和峰值应变与围压基本上呈直线关系,其破坏过程可以用损伤的概念来解释;凝聚力和内摩擦角与压实度呈线性增长关系;凝聚力与含水质量分数呈非线性关系;内摩擦角与含水质量分数呈线性降低关系。     

不良地质条件下管道基础处理与施工

管道输送是一种较为安全的运输手段，但在不同的地质条件下的管道设计与施工有着不同的技术要求。文章介绍了在湿陷性黄土地区基处理的几种方法以及灰土及砂垫层处理方法。     

兰州高坪黄土湿陷系数的试验压力取值探讨

湿陷性黄土场地的湿陷性质、类型评定与侧限浸水压缩试验的测试压力关系密切.考虑地区、基础型式、埋深和应力扩散的综合影响,确定湿陷系数测试压力,为准确确定地基的湿陷量提供依据.通过兰州两处高坪8个不同位置的湿陷性黄土的室内湿陷性试验,分析黄土密度、含水量、湿陷系数沿深度的变化规律.针对中小型建筑工程采用条形基础时,考虑3个不同基底压力在地基中的附加应力扩散规律,探讨饱和黄土地基总应力沿深度的变化规律,给出不同深度的黄土湿陷系数的浸水压力的建议值表.     

饱和结构性黄土不排水柱孔扩张问题弹塑性解

为导出饱和黄土中不排水柱孔扩张问题严格解,采用结构性黄土修正剑桥模型描述黄土力学特性。在弹性区采用小变形假设求解孔周土体应力与变形,同时将塑性区柱孔扩张边值问题转化为3个以应力分量为基本未知量的一阶非线性常微分方程求解问题。以弹塑性界面上应力分量作为初始条件求解控制方程,得到孔周塑性区应力分布,然后对径向平衡方程积分求得孔隙水压力。通过算例分析验证了该方法的正确性。结果表明:退化解与已有数值解完全吻合,并且黄土结构性对孔周应力、超静孔压以及弹塑性半径等影响显著。     

神经网络在黄土边坡稳定性分析中的应用

应用神经网络理论估算黄土边坡稳定性的安全系数,用黄土边坡实例作为输入样本,建立神经网络BP模型,以安全系数作为输出值,进行实验。试验结果表明,该方法计算所得安全系数较为可靠,可用于边坡稳定性分析。     

极端降雨对黄土沟壑区隧洞施工力学效应影响分析

黄土地区输水隧洞的建设中,降雨入渗极大影响着输水隧洞围岩稳定性。本文利用非饱和渗流理论和数值模拟方法研究了极端降雨条件入渗与黄土沟壑区隧洞的开挖扰动耦合影响下围岩的变形和渗流场演变规律,通过Plaxis3D模型对降雨入渗下新奥法施工过程中围岩力学特性、初期支护过程进行流固耦合分析。结果显示,降雨等级越高,围岩孔隙水压力变化幅度越大,对围岩的稳定性越不利;降雨入渗与开挖扰动会加速土层中渗流场和应力场的重分布过程;基于沟道的汇水特性,隧洞围岩含水率在最初5~10 d呈台阶式增长,拱顶、拱腰和拱趾处的最大变形为17.8 mm、28.2 mm、24.6 mm,最大剪切应力为175.3 kPa、182.5 kPa、150.6 kPa,降雨结束约15~20 d围岩变形速率逐渐减小收敛至特定值,但围岩的应力持续增加,为避免围岩发生塑性变形,故可在15~20 d进行二次衬砌支护。本次研究结果可对极端降雨期黄土沟壑地区隧洞施工安全控制提供参考。     

陕北油田黄土工区道路冲蚀灾害模型试验研究

为探究陕北油田黄土工区道路冲蚀灾害特征及路面细沟冲蚀影响因素,采用物理模型试验,模拟径流冲刷砂黄土道路,对道路细沟冲蚀发育过程,不同工况下细沟长度、平均宽度以及平均深度的发展特征和产沙速率变化规律进行了研究。结果表明:细沟的发育过程可分为四个阶段:面蚀阶段—跌坑形成阶段—细沟发育阶段—切沟侵蚀、崩塌阶段。细沟长度、平均宽度和平均深度与放水时间成幂函数关系,随着放水时间的增大而增大。其中细沟长度随着试验时长的增加先急剧增加,然后逐渐减少;细沟平均宽度随试验时长的增加总体呈现先快速增加后增加速度减慢;平均深度变化速度均在某一时刻达到拐点,流量越大达到拐点的时间越早。冲蚀灾害受流量和坡度影响显著,总体上随着坡度和流量的增大而增大;产沙速率总体上与流量成线性关系,在其他条件一致的情况下,产沙速率随着流量的增大而增大;与南部的粉黄土和黏黄土相比,陕北油田工区的砂黄土产沙速率明显偏大,冲蚀灾害更为严重。     

双层黄土公路隧道地震反应的分析

本文以兰州市伏龙坪双层黄土公路隧道为研究对象,研究其在8度地震荷载作用下的动力时程反应。计算结果表明:在地震荷载作用下衬砌上应力值较大的部位主要集中在拱腰、拱脚和行车道板等部位,塑性区主要分布在拱顶、拱腰二侧,以及边墙与仰拱相接的拱脚等靠近衬砌的小范围土体上,塑性区开展最大深度接近2.0m,说明在此地震动作用下,塑性区范围内的部分土体会产生松动、变形,在一定程度上影响隧道的整体稳定性。上述结果可作为双层黄土公路隧道抗震设计的参考依据。