黄土地区填挖交界地基变形研究

发布时间：2020-11-19 01:42

　　 为探究填挖交界地基变形特性,本文以兰州市青白石某填方工程为研究对象,通过填挖交界地基竖向、水平向位移现场监测及数值计算,对地基变形规律和影响因素进行了研究。具体工作和研究结果如下:从理论角度分析,由于原状土与回填土在土体孔隙比变化、饱和度变化、水重度变化以及土体重度变化等方面的不同,导致原状土与回填土在地基变形方面存在一定差异。此外原状土由于年代久远,一般只考虑原状土在附加应力下的地基变形,而回填土变形不仅要考虑附加应力还要考虑自重应力下的变形。工后变形监测表明:填挖交界地基的沉降主要集中在回填体中下部区域,该区域沉降约占地基总沉降75%以上;当回填厚度从15m增加到20m时,回填体沉降所占地基总沉降比例从46.7%增大至54.4%;采用基于部分实测数据的回归分析法可以较为准确预测填挖交界地基沉降随时间变化情况;水平位移最大发生区域在填挖交界面顶部,对于30°的坡面,当回填厚度从10m增加到20m时,其最大水平位移从135mm减小至65mm;监测期间,地基水平位移增长最早在约158d开始出现减缓,而对应监测点的沉降未出现减缓迹象,仍在继续增大。采用有限差分软件FLAC3D研究了压实度、坡度、回填高度、荷载分布以及荷载大小对填挖交界地基变形影响规律,结果表明:地基发生水平位移的区域主要集中在填挖交界面以上的回填土区;压实度的提高可以降低回填体变形,但当压实度提高至0.93时,地基的沉降以及水平位移已不再发生显著降低;交界面坡度在30°-55°,地基的沉降及水平位移随着坡度的增大而增大;地基的沉降与回填高度大致呈线性关系,但荷载大小对地基水平位移影响较弱;荷载在原地基分布时,地基的沉降与水平位移值最小,而在原地基和回填土区均有分布时,地基变形最大。根据现场监测和数值模拟结果认为,土体沿顺坡方向不均匀沉降导致地基表层产生一定程度的上下错动,地基水平位移则是导致填挖交界地基产生开裂的主要因素;压实度提高至0.93、坡度控制在30°以下、附加荷载远离填挖交界区域以及控制施工质量等可以有效降低填挖交界地基变形。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：TU433
【部分图文】：

兰州大学硕士论文黄土地区填挖交界地基变形研究2图1-1地基变形导致路面开裂图1-2地基表面产生裂缝1.2研究目的和意义虽然在工程上有对填挖交界地基的处理规范，例如GB5124-2017和JGJ79-2012等规范对回填前原场地斜坡面坡度、分层回填厚度，以及压实度应0.96等做出了规定[9,10]。但由于影响填挖交界地基变形因素众多，现有的规范并不够详细，目前在工程上关于填挖交界地基的处理方式是：对于高层等自重较大的建(构)筑物一般尽量远离填挖交界地基，主要建在原状土地基上。这样做虽然可以消除填挖交界地基不均匀沉降带来的开裂问题，但是却极大的降低土地利用率，使得本不富裕的土地资源变得更加紧缺。虽然一些高层建筑物可以通过建筑规划远离填挖交界地基，但市政道路、园区道路以及各类管网等却无法避免的建设在填方区或填挖交界处，填挖交界地基开裂问题，带来使用上的一些困难，特别是不均匀沉降使管道变形继而产生裂缝，导致地基浸水产生更多的不均匀沉降，如此恶性循环，不仅影响了管道的使用功能，也带来了很大的社会影响以及维修经济损失。研究填挖交界地基变形规律，以及在不同影响因素下的变形情况，有助于指导工程实践，减少因地基差异沉降导致地基表面开裂的工程灾害，降低工程灾害发生的概率及影响，也对山区地基的回填、斜坡地基的处理等类似填挖平整场地有一定借鉴意义。1.3研究现状目前关于填挖交界地基变形的研究较多，人们最初是在实际工程中遇到填挖交界地基开裂问题，因此最初的研究方法也多基于现场监测手段进行研究分析，

兰州大学硕士论文黄土地区填挖交界地基变形研究2图1-1地基变形导致路面开裂图1-2地基表面产生裂缝1.2研究目的和意义虽然在工程上有对填挖交界地基的处理规范，例如GB5124-2017和JGJ79-2012等规范对回填前原场地斜坡面坡度、分层回填厚度，以及压实度应0.96等做出了规定[9,10]。但由于影响填挖交界地基变形因素众多，现有的规范并不够详细，目前在工程上关于填挖交界地基的处理方式是：对于高层等自重较大的建(构)筑物一般尽量远离填挖交界地基，主要建在原状土地基上。这样做虽然可以消除填挖交界地基不均匀沉降带来的开裂问题，但是却极大的降低土地利用率，使得本不富裕的土地资源变得更加紧缺。虽然一些高层建筑物可以通过建筑规划远离填挖交界地基，但市政道路、园区道路以及各类管网等却无法避免的建设在填方区或填挖交界处，填挖交界地基开裂问题，带来使用上的一些困难，特别是不均匀沉降使管道变形继而产生裂缝，导致地基浸水产生更多的不均匀沉降，如此恶性循环，不仅影响了管道的使用功能，也带来了很大的社会影响以及维修经济损失。研究填挖交界地基变形规律，以及在不同影响因素下的变形情况，有助于指导工程实践，减少因地基差异沉降导致地基表面开裂的工程灾害，降低工程灾害发生的概率及影响，也对山区地基的回填、斜坡地基的处理等类似填挖平整场地有一定借鉴意义。1.3研究现状目前关于填挖交界地基变形的研究较多，人们最初是在实际工程中遇到填挖交界地基开裂问题，因此最初的研究方法也多基于现场监测手段进行研究分析，

兰州大学硕士论文黄土地区填挖交界地基变形研究51.4主要研究内容及技术路线针对填挖交界地基差异沉降导致的地基表面开裂问题，本文拟研究当回填完成以后，填挖交界地基变形规律及其产生的机理。在工程现场埋设仪器，通过现场监测，初步掌握填挖交界地基变形一般规律。利用有限差分软件FLAC3D建立计算机分析模型，再对影响地基变形的一些变量进行分析。具体工作包括以下几个方面：（1）从理论角度分析填挖交界地基差异沉降产生的原因。（2）通过现场监测，分析填挖交界地基沉降、水平位移变化规律，旨在得到实际工程中填挖交界地基的变形情况。（3）针对一些影响路基变形的控制变量无法在现场进行试验，利用计算机进行数值模拟，并整理分析这些变量对填挖交界地基变形影响规律。（4）提出减小填挖交界地基变形的控制措施。根据现场监测以及数值模拟得出的一些结论，将其应用于填挖交界地基的设计与施工，指导工程实践。本文的技术路线图如图1-3。图1-3技术路线图
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本文编号：2889510