徐州市主城区含砂姜结核粘土特性研究

发布时间：2020-04-01 14:37

【摘要】：粘土中砂姜结核的存在使得土体工程性质不同于粘性土又有别于碎石土,是一种特殊性质的土,即为含砂姜结核粘土。含砂姜结核粘土在淮北平原和徐州平原地区广泛分布,是一种区域性特性土,本文以徐州主城区的含砂姜结核粘土为研究对象,综合采用多种研究方法。论文主要研究工作和成果如下:(1)在整理分析徐州地区已经开展过的各项区域性地质调查和岩土工程勘察资料的基础上,对比地层测年和砂姜结核测年结果,发现研究区的砂姜结核与第四系上更新统上段地层的形成时代大体一致,并简要分析了砂姜结核的形成条件及过程。将砂姜结核的分布排列方式归纳为星散状分布、窝状或盘状分布和层状分布。同时采用Arcgis和Sufer软件绘制出含砂姜结核粘土地层的平面分布和垂直分布图。(2)通过室内土工试验结果发现,受砂姜结核的增强作用影响,含砂姜结核粘土的孔隙比、含水率、比重、天然重度和干重度大于或近似于下伏硬塑粘土地层。含砂姜结核粘土的内聚力和内摩擦角的波动范围较大,总体上随着砂姜结核含量的增加,内聚力减小,内摩擦角增大。同时,含砂姜结核粘土的压缩系数远小于上覆层粘土,而略小于或近似于下伏粘土层。(3)含砂姜结核粘土具有一定的弱膨胀性,在自然环境下并不具备形成膨胀土地基的条件。结合现场抽水试验,通过理论分析和数值计算发现,当砂姜结核在某一深度范围内含量较高,粒径较大,且排列紧密时,会形成特殊的“砂卵石层”。如果存在水平向补给,其渗透特性和富水性会发生强烈变化,渗透系数比常规条件下提高3~4个数量级,可达到2.58~8.51m/d;同时,单位涌水量可达到0.20~0.68L/(s·m),为中等富水地层。(4)通过相关分析和回归分析发现,双桥静力触探指标锥尖阻力qc与砂姜结核平均含量w之间较好地满足一元线性关系:qc=0.153w+1.419。同时,侧壁摩阻力fs与砂姜结核平均含量w之间基本满足一元线性关系:fs=5.629w+106.577。(5)综合回归分析和神经网络分析发现,地基承载特征值fak与锥尖阻力qc之间较好地满足一元线性方程:fak=22.849qc+138.805。同时,神经网络分析综合考虑了锥尖阻力qc、侧壁摩阻力fs和深度效应,且预测效果略优于回归分析,可以在研究区内进一步推广。研究成果对于了解徐州主城区内的含砂姜结核粘土特性有重要意义,并直接服务于和指导工程实践。
【图文】：

徐州,梯度推进,淮海,交通枢纽

2 研究区地质环境条件研究区地质环境条件 Geological and Environmental Conditions in the Sturea.1 自然地理概况（Natural Geography Overview）.1.1 地理位置徐州位于江苏省北部，地处苏鲁豫皖四省接壤处，东襟淮海，西接中原，南屏。徐州交通便捷发达，拥有承东接西、沟通南北、双向开放、梯度推进的战略区势，，是全国重要的交通枢纽。

徐州城,规划区,堆积地貌

硕士学位论文2.1.3 地形地貌徐州地处黄泛平原，同时又位于鲁南山区南缘，属华北平原的一部分。总体地形特征：西北和东南部为平原区，中东部和西南部为低山丘陵及山前、山间平原区。平原区废黄河故道地势稍高，高程 35.70~42.30m，呈垅状高地横贯全区中部；黄泛冲积平原分布于废黄河故道两侧，地势低平，地面标高 26.40~37.00m，地势总体微向东南倾斜。按地貌成因和形态特征，可划分为构造剥蚀地貌、剥蚀堆积地貌、堆积地貌三大类型（图 2-3）。其中，构造剥蚀地貌分为丘陵和残丘，剥蚀堆积地貌分山前坡洪积裙和山前冲洪积平原，堆积地貌分冲积平原、冲湖积平原、湖沼积平原等。冲积平原又进一步划分泛滥平原、黄河故道高地、滨河浅滩、决口扇、冲积坡地、背河洼地、泛滥洼地等 7 类地貌形态。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU442

【参考文献】