西安城市轨道交通湿陷性黄土评价方法研究
发布时间：2021-04-19 04:11
湿陷性黄土决定城市轨道建设中隧道的埋深、走向和纵断面形式。随着城市建设的不断发展,地铁区间线路经常横跨多个不同的地貌单元。不同地貌单元黄土地层的湿陷变形分析以及合理评价是城市轨道交通建构筑物设计的依据。目前仍然采用现行《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025-2004（简称“黄土规范”）对城市轨道交通进行湿陷评价,“黄土规范”中建构筑物重要等级主要依据多层房屋破坏经验以及建筑物浸水可能性进行划分,不适应于地下空间建构筑物,且现行“黄土规范”主要适用于基础相对较浅的地上建构筑物,不适用于城市轨道交通的开挖卸载条件下湿陷的评价,无法安全有效指导城市轨道交通湿陷性黄土地基处理。针对以上工程问题,本文主要通过数值模拟以及理论分析的方法对建构筑物分类标准、不同地貌场地湿陷变形规律以及浸水时-空特性、建构筑物基底压力进行分析,提出适用于城市轨道交通湿陷变形量的计算方法。主要研究成果如下:（1）以建构筑重要等级、结构适应变形的能力、浸水环境三个因素为城市轨道交通建构筑物重要等级的分类标准,提出了城市轨道交通建构筑物分类的方法。（2）收集西安地区地铁路网范围内的大型浸水试验资料基础上,根据不同地貌进...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：129 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
西安地铁规划线路图[11]
笾脸っ?贰⒘?畔叨?瓮蚴倌下分撂锛彝?也分布有大厚度湿陷性黄土，经过大型现场浸水试验实测确定场地湿陷等级为自重湿陷性黄土，对湿陷底界进行了合理评价，主体结构底板以下无实际可发生的剩余湿陷量，从而回避了主体结构地基处理问题。临潼线田王至紫霞三路段，尤其是洪庆站，湿陷性黄土厚度大，湿陷性强，在开展大型现场浸水试验合理评价场地湿陷特征的基础上，提出了判断是否需要处理的原则，最终洪庆站主体采用了DDC孔内深层夯扩桩进行处理，暗挖隧道根据剩余湿陷土层的厚度采用了灰土垫层和微型桩进行了处理[12]。图1-2西安地铁湿陷性黄土问题Fig.1-2TheproblemofcollapsibleloessinXi"ansubway地铁等地下工程与地表建筑有不同的荷载模式，一般情况下地铁车站没有上覆荷载，对土层来说是卸荷作用[13]，且重点考虑的是相对深层黄土的湿陷问题，所以整个湿陷性黄土地层的试验、评价、处理都显得格格不入。这一问题，在勘察、设计过程中，技术人员都已有一定的认识，但限于规范的要求，大家不得不死搬硬套，致使一些勘察成果无法直接应用，设计方案不尽合理，工程或偏于风险或偏于保守。为此，考虑城市轨道交通工程的特点，提出地下工程湿陷性黄土新的试验方法、评价体系，在此基础上提出相应的处理原则、处理措施显得尤为重要，也迫在眉睫。同时，拟建立的评价体系也可供地下综合管廊、市政工程提供理论支持和指导，预期不仅节省大量的投资，而且使黄土力学和工程的研究更加完善。1.2黄土湿陷性评价方法及研究现状1.2.1黄土湿陷机理及其成因黄土是一种多孔隙、多相、松散的介质体，具有土颗粒构成的独特骨架结构，其间的空隙被水和气填充，其中水和气伴随着物质组成、相对含量、物质状态处于不断的运动变化过程，这形成了黄土伴随着沉积?
西安理工大学硕士学位论文4浅部黄土的浸水湿陷变形规律、多层房屋的破坏经验、最大湿陷的评价体系和以地基处理为主的综合措施[36-38]。在湿陷性评价方面，始终突出最大湿陷的评价体系，浸水按照完全饱和考虑，试验压力按照最大压力考虑[39]，这两个引起黄土湿陷的核心因素都按最不利条件考虑，最终致使评价的湿陷量达到最大，与工程实际存在一定的差异，相对而言，对于浅层黄土，这一评价体系基本符合规律，而对于深层黄土，得到的最终湿陷量与实际可能存在很大差异[40]。图1-3黄土工程湿陷性评价体系Fig.1-3Evaluationsystemofcollapsibilityofloessengineeringb.国外评价体系在国外，也从不同角度对黄土的湿陷性评价。在美国采用3种方法评价黄土湿陷性：一是采用黄土的干重度d预测以及评价湿陷性；二是引入湿陷比的概念用来评价湿陷性；三是用干密度d和液限LW基本物理指标预测湿陷性。最常用的方法是用天然干重度d的大小将湿陷性分为湿陷高度敏感、湿陷中等敏感、无严重湿陷三种情况[41]。在罗马尼亚，将湿陷性黄土划分为A类（非自重湿陷性黄土）和B类（自重湿陷性黄土）两类，按试坑浸水试验实测的自重湿陷量()efmgI进行湿陷类型划分，当5efmgIcm时，定为A类；当ef5mgIcm时，定为B类[42]。阿根廷在双线法的基础上，采用土体的自重压力和在天然以及饱和黄土试样结构发生破坏时的应力进行湿陷系数的计算。匈牙利在1978年利用孔隙比e、饱和度rs建立了湿陷系数的表达方程[43,44]。纵观上述国内外的湿陷评价方法，发现所有的评价评价方法参数选择大多以反应黄土密实程度的以及含水量的两大类指标为自变量，结合各地经验采用不同的湿陷系数表达方式，具有各自的区域性特点，尽管目前关于湿陷性黄土的研究成果已经经过半个多世纪激烈碰撞但?
【参考文献】：
期刊论文
[1]西安城市轨道交通工程黄土湿陷性评价体系及地基处理问题的思考[J]. 邓国华,杨智国,王文,王志壮. 陕西建筑. 2019(07)
[2]湿陷性黄土与地铁地下结构相互作用机理研究[J]. 王立新,刘保健,白阳阳. 现代隧道技术. 2019(01)
[3]湿陷性黄土地区海绵城市规划及建设探索—以西安为例[J]. 韩松磊. 给水排水. 2019(01)
[4]非饱和土与特殊土力学及工程应用研究的新进展[J]. 陈正汉,郭楠. 岩土力学. 2019(01)
[5]地铁盾构隧道上方基坑开挖卸荷-加载影响研究[J]. 姚爱军,张剑涛,郭海峰,郭彦非. 岩土力学. 2018(07)
[6]不同浸水方式对黄土地铁隧道变形影响研究[J]. 王二磊,梁庆国,王飞,向亮. 铁道科学与工程学报. 2018(01)
[7]给水管网三维渗漏计算[J]. 何勇兴,张土乔,邵煜,杨艳. 浙江大学学报(工学版). 2017(11)
[8]黄土隧道的湿陷变形规律及其对衬砌结构的作用[J]. 李骏,邵生俊,李国良,苗贺朝,鹿忠刚. 岩石力学与工程学报. 2018(01)
[9]西安地铁四号线南段大厚度湿陷性黄土浸水试验研究[J]. 李开超,高虎艳,郑建国,王庆满,姜梦林. 地下水. 2017(02)
[10]基于增湿变形的渠道工程黄土渠基湿陷性评价方法[J]. 张爱军,邢义川,汪海涛,郭敏霞,任文渊. 水利学报. 2017(01)
博士论文
[1]黄土隧道围岩湿陷与衬砌结构相互作用机制及其评价方法研究[D]. 李骏.西安理工大学 2019
[2]水作用下黄土三维微结构演化及湿陷机理研究[D]. 魏亚妮.长安大学 2019
[3]黄土的结构性与湿载变形特性及其评价方法研究[D]. 王丽琴.西安理工大学 2017
[4]湿陷性黄土地层与地铁结构相互作用机理及变形控制标准研究[D]. 王立新.长安大学 2016
[5]大厚度湿陷性黄土湿陷变形机理、地基处理及试验研究[D]. 王雪浪.兰州理工大学 2012
硕士论文
[1]黄土场地管道漏水入渗规律与地基湿陷变形研究[D]. 王俊茂.长安大学 2018
[2]西安曲江南湖蓄水对地下水动力场的影响研究[D]. 张晗.长安大学 2017
[3]农田灌溉对高速铁路黄土路堤沉降变形的影响[D]. 李小辉.西安理工大学 2016
[4]黄土中水分迁移规律研究[D]. 李萍.长安大学 2013
[5]人工湖区地下水监测与模拟研究[D]. 王庆永.西安理工大学 2008
本文编号：3146807
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：129 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
西安地铁规划线路图[11]
笾脸っ?贰⒘?畔叨?瓮蚴倌下分撂锛彝?也分布有大厚度湿陷性黄土，经过大型现场浸水试验实测确定场地湿陷等级为自重湿陷性黄土，对湿陷底界进行了合理评价，主体结构底板以下无实际可发生的剩余湿陷量，从而回避了主体结构地基处理问题。临潼线田王至紫霞三路段，尤其是洪庆站，湿陷性黄土厚度大，湿陷性强，在开展大型现场浸水试验合理评价场地湿陷特征的基础上，提出了判断是否需要处理的原则，最终洪庆站主体采用了DDC孔内深层夯扩桩进行处理，暗挖隧道根据剩余湿陷土层的厚度采用了灰土垫层和微型桩进行了处理[12]。图1-2西安地铁湿陷性黄土问题Fig.1-2TheproblemofcollapsibleloessinXi"ansubway地铁等地下工程与地表建筑有不同的荷载模式，一般情况下地铁车站没有上覆荷载，对土层来说是卸荷作用[13]，且重点考虑的是相对深层黄土的湿陷问题，所以整个湿陷性黄土地层的试验、评价、处理都显得格格不入。这一问题，在勘察、设计过程中，技术人员都已有一定的认识，但限于规范的要求，大家不得不死搬硬套，致使一些勘察成果无法直接应用，设计方案不尽合理，工程或偏于风险或偏于保守。为此，考虑城市轨道交通工程的特点，提出地下工程湿陷性黄土新的试验方法、评价体系，在此基础上提出相应的处理原则、处理措施显得尤为重要，也迫在眉睫。同时，拟建立的评价体系也可供地下综合管廊、市政工程提供理论支持和指导，预期不仅节省大量的投资，而且使黄土力学和工程的研究更加完善。1.2黄土湿陷性评价方法及研究现状1.2.1黄土湿陷机理及其成因黄土是一种多孔隙、多相、松散的介质体，具有土颗粒构成的独特骨架结构，其间的空隙被水和气填充，其中水和气伴随着物质组成、相对含量、物质状态处于不断的运动变化过程，这形成了黄土伴随着沉积?
西安理工大学硕士学位论文4浅部黄土的浸水湿陷变形规律、多层房屋的破坏经验、最大湿陷的评价体系和以地基处理为主的综合措施[36-38]。在湿陷性评价方面，始终突出最大湿陷的评价体系，浸水按照完全饱和考虑，试验压力按照最大压力考虑[39]，这两个引起黄土湿陷的核心因素都按最不利条件考虑，最终致使评价的湿陷量达到最大，与工程实际存在一定的差异，相对而言，对于浅层黄土，这一评价体系基本符合规律，而对于深层黄土，得到的最终湿陷量与实际可能存在很大差异[40]。图1-3黄土工程湿陷性评价体系Fig.1-3Evaluationsystemofcollapsibilityofloessengineeringb.国外评价体系在国外，也从不同角度对黄土的湿陷性评价。在美国采用3种方法评价黄土湿陷性：一是采用黄土的干重度d预测以及评价湿陷性；二是引入湿陷比的概念用来评价湿陷性；三是用干密度d和液限LW基本物理指标预测湿陷性。最常用的方法是用天然干重度d的大小将湿陷性分为湿陷高度敏感、湿陷中等敏感、无严重湿陷三种情况[41]。在罗马尼亚，将湿陷性黄土划分为A类（非自重湿陷性黄土）和B类（自重湿陷性黄土）两类，按试坑浸水试验实测的自重湿陷量()efmgI进行湿陷类型划分，当5efmgIcm时，定为A类；当ef5mgIcm时，定为B类[42]。阿根廷在双线法的基础上，采用土体的自重压力和在天然以及饱和黄土试样结构发生破坏时的应力进行湿陷系数的计算。匈牙利在1978年利用孔隙比e、饱和度rs建立了湿陷系数的表达方程[43,44]。纵观上述国内外的湿陷评价方法，发现所有的评价评价方法参数选择大多以反应黄土密实程度的以及含水量的两大类指标为自变量，结合各地经验采用不同的湿陷系数表达方式，具有各自的区域性特点，尽管目前关于湿陷性黄土的研究成果已经经过半个多世纪激烈碰撞但?
【参考文献】：
期刊论文
[1]西安城市轨道交通工程黄土湿陷性评价体系及地基处理问题的思考[J]. 邓国华,杨智国,王文,王志壮. 陕西建筑. 2019(07)
[2]湿陷性黄土与地铁地下结构相互作用机理研究[J]. 王立新,刘保健,白阳阳. 现代隧道技术. 2019(01)
[3]湿陷性黄土地区海绵城市规划及建设探索—以西安为例[J]. 韩松磊. 给水排水. 2019(01)
[4]非饱和土与特殊土力学及工程应用研究的新进展[J]. 陈正汉,郭楠. 岩土力学. 2019(01)
[5]地铁盾构隧道上方基坑开挖卸荷-加载影响研究[J]. 姚爱军,张剑涛,郭海峰,郭彦非. 岩土力学. 2018(07)
[6]不同浸水方式对黄土地铁隧道变形影响研究[J]. 王二磊,梁庆国,王飞,向亮. 铁道科学与工程学报. 2018(01)
[7]给水管网三维渗漏计算[J]. 何勇兴,张土乔,邵煜,杨艳. 浙江大学学报(工学版). 2017(11)
[8]黄土隧道的湿陷变形规律及其对衬砌结构的作用[J]. 李骏,邵生俊,李国良,苗贺朝,鹿忠刚. 岩石力学与工程学报. 2018(01)
[9]西安地铁四号线南段大厚度湿陷性黄土浸水试验研究[J]. 李开超,高虎艳,郑建国,王庆满,姜梦林. 地下水. 2017(02)
[10]基于增湿变形的渠道工程黄土渠基湿陷性评价方法[J]. 张爱军,邢义川,汪海涛,郭敏霞,任文渊. 水利学报. 2017(01)
博士论文
[1]黄土隧道围岩湿陷与衬砌结构相互作用机制及其评价方法研究[D]. 李骏.西安理工大学 2019
[2]水作用下黄土三维微结构演化及湿陷机理研究[D]. 魏亚妮.长安大学 2019
[3]黄土的结构性与湿载变形特性及其评价方法研究[D]. 王丽琴.西安理工大学 2017
[4]湿陷性黄土地层与地铁结构相互作用机理及变形控制标准研究[D]. 王立新.长安大学 2016
[5]大厚度湿陷性黄土湿陷变形机理、地基处理及试验研究[D]. 王雪浪.兰州理工大学 2012
硕士论文
[1]黄土场地管道漏水入渗规律与地基湿陷变形研究[D]. 王俊茂.长安大学 2018
[2]西安曲江南湖蓄水对地下水动力场的影响研究[D]. 张晗.长安大学 2017
[3]农田灌溉对高速铁路黄土路堤沉降变形的影响[D]. 李小辉.西安理工大学 2016
[4]黄土中水分迁移规律研究[D]. 李萍.长安大学 2013
[5]人工湖区地下水监测与模拟研究[D]. 王庆永.西安理工大学 2008
本文编号：3146807
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