膨胀土高填方变形控制及边坡稳定性研究

发布时间：2020-06-19 16:34

【摘要】：膨胀土高填方沉降变形控制及边坡稳定性问题是膨胀土地区大型土石方工程中的关键问题之一,国内外主要对公路工程中涉及的规模较小的膨胀土填方问题进行了研究,对于机场工程中规模较大的膨胀土高填方沉降变形及边坡稳定性问题尚无系统的处理技术可以借鉴,目前主要参考公路工程的经验做法。本文依托建设工程实际,在分析国内外现有研究成果的基础上,采用室内及现场试验、数值模拟及理论分析等方法,对膨胀土高填方沉降变形控制及高边坡稳定性问题进行研究,在此基础上,提出了机场膨胀土高填方沉降变形控制及边坡稳定性控制技术。主要成果体现在:1.研究了高填方地基土的基本工程性质及膨胀性、重塑膨胀土和石灰改良膨胀土的物理力学性质,探明了重塑膨胀土工程性质与压实度、含水率等指标的关系和改良膨胀土的膨胀性及强度与石灰掺量、压实度及养护时间的关系,为进行变形及稳定性分析提供基础。2.基于室内试验,开展了膨胀土土-水特性研究,分析了干湿循环作用下膨胀土抗剪强度的变化规律,探明了膨胀土基质吸力与持水状态之间的关系,提出了膨胀土抗剪强度公式。基于天然环境下大型模型试验,揭示了大气干湿循环对膨胀土填方边坡稳定性的影响和膨胀土填方边坡裂隙发展规律,分析了膨胀土边坡产生浅层滑塌的主要原因,揭示了填方边坡裂隙发展过程,为边坡稳定性分析提供参数及支撑。3.提出了膨胀土高填方变形控制标准;基于机场高填方“三面一体”控制论,提出了膨胀土高填方“四面一体”控制理论,基于该理论,提出了协调膨胀土高填方“四面一体”各要素的综合处理技术,解决了安康机场膨胀土高填方工程的沉降变形控制问题。4.采用极限平衡法和数值分析法对不同工况下膨胀土高填方边坡的稳定性进行了分析与对比;提出了适合现场实际条件的不同降雨模式,采用考虑二维饱和-非饱和渗流的有限元模型及稳定性分析模型,分析了高边坡的渗流及稳定性,确定了边坡地基处理范围和坡面隔水防护层厚度,提出了膨胀土高填方边坡稳定性问题处理技术,为膨胀土填方边坡设计及施工提供技术指导。采用不确定性分析方法,对膨胀土高填方边坡的稳定性进行了综合评判。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU443
【图文】：

我国膨胀土地区分布图

长安大学博士学位论文设实施或进行设计论证阶段，例如陕西安康机场，云南的泸沽湖、红河、怒江、澜沧机场，青海青海湖、祁连机场，新疆塔什库尔干、于田机场，四川成都新机场、马尔康机场、甘孜机场，西藏的那曲机场等。至 2020 年全国预计新建机场约 44 个，迁建机场约19 个，改扩建机场约 139 个，续建机场约 30 个，运输机场总计达到 260 个，另外还有进行前期工作的约 51 个机场，预计总投资达数万亿。根据民用机场布局规划（图 1.2），至 2025 年新规划机场将达 136 个，规划机场总数达到 370 个，预计建成投运 320 个，其中位于山区的机场约占到 30%~40%。

本文编号：2721058