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- 江密峰至黄松甸段一级公路软土地区路基固结沉降特性
- 作者：李淼 年份：2006 文献类型 ：学位论文 关键词： 江密峰至黄松甸 江密峰至黄松甸 公路路基 公路路基 软土 软土 固结沉降 固结沉降 草炭土 草炭土 淤泥质土 淤泥质土 井字沟 井字沟
- 描述：基沉降变形特性进行了分析和总结，并在此基础上探讨了特殊工程处理措施对此类软土地基的改善效果，以期达到为工程建设提供依据的目的。 论文首先阐述了该路段的区域工程地质条件及路线工程地质条件。该段地处吉林省中部平原向东部山区的过渡区域，属华夏系第二隆起带，由起点向东地形起伏逐渐加大，路线所经地区下伏基岩主要岩性为燕山期花岗岩。路线通过区域主要为沼泽草炭土、淤泥质土、低液限粘土。无坍塌、泥石流等不良地质现象。路线通过地区为东北东部山地湿润季冻区，春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽昼夜温差大，冬季漫长而寒冷，年平均气温5℃，年平均降水量600-800mm，多集中在7～8月份。 其次，对k121+750段软土路基的软土土工试验资料进行了分析，包括物理力学、化学、水理性质试验及地层年代和结构特征分析等几个方面：草炭土天然密度较小，一般为1.07 g/cm3 ～1.14 g/cm3之间，淤泥质土的密度1.85 g/cm3左右；草炭土的含水量均大于200％，而淤泥质土的含水量35％左右。由于存在大量未分解的植物纤维，草炭土的土粒比重比一般的软土要小，一般为1.65－1.75，淤泥质土的土粒比重较大为2.37；经过高压固结试验和剪切试验可以得出草炭土的压缩系数大于2Mpa-1，初始孔隙比大于3，约为淤泥质土的5－6倍。草炭土的粘聚力要比淤泥质土小，而内摩擦角比淤泥质土大。草炭土的烧失量和有机质含量均大于50％，PH值测定其形成于弱酸性环境中，C14测定其形成年龄大约距今二千－三千年左右。淤泥质土的烧失量和有机质含量不到10％，形成于距今一万年前； 对草炭土层渗透性的研究表明，由于草炭土内植物纤维分布的不规律性，其渗透性也呈现出各项异性，工程实际中简化成其沿水平和垂直方向的差异性，得出其渗透系数随着上覆渗透压力呈负指数幂递减的规律；草炭土的基本单元是由未完全分解的植物纤维组成格架，腐殖质和矿物胶体充填格架之间，形成“架空结构”，孔隙之间连通性好。在剖面上随深度增加土层性质由草炭土到淤泥质土，天然密度和土粒比重均随深度有增大的趋势；而含水量、有机质含量、烧失量、孔隙比及PH值均减小。 论文简单介绍了国内外目前对软土地基沉降课题的研究现状。在此基础上提出本文的研究方法和基本假设。结合工程实际分析了带有反压护道的叠梯形荷载作用下地基附加应力的分布规律，并针对5个几何特征点分别进行了讨论。在垂直方向上，于O点作用线下附加应力逐渐减小，D点由零开始逐渐增大，在粗砂层中25m处达到最大后再减小。同一水平线上的附加应力路基中轴线处最大，向两侧对称逐渐减小。论文采用应力条件 控制和以变形条件 控制的两种算法，分别得出压缩层厚度为30m和10m，借鉴前人的工程经验（张诚厚、戴济群等）以及综合考虑地层结构特性，取压缩层厚度10m。 文章在基本理论的前提下分析了研究路段软土路基天然固结沉降特性，天然软土层在加载初期沉降速率增大较快，虽然软土层厚度2.40m不及所选取压缩层总厚度的3/10，但是软土层的沉降量为42.167cm，占总沉降量44.113cm的90％，说明软土层的沉降对总体沉降起了决定性作用。路堤软土层各特征点瞬时沉降9.69cm约占软土层总沉降量42.17cm的20％，次固结沉降2.30cm约占不到10％，其余70％为主固结沉降。 用有限单元法计算工程处理后的路基沉降，分别分析了不同填筑高度下路基的沉降。未换填处沉降要比用山皮石换填处的沉降值大，即在每个典型单元体内形成V字形的沉降曲线，该特征在路中线附近尤为明显，向两侧随着路堤几何形状的变化两者沉降差值有所缓和，到路堤坡脚处接近一致。路堤荷载作用范围外的地表发生隆起。 典型单元体中央立方体土柱内孔隙水可沿水平方向渗透到单元体边界的强透水性山皮石中，再沿竖直方向排出。这一过程与塑料排水板处理下的排水路径一致。因此本文将井字沟处理按正方形布置的塑料排水板方式考虑，按照太沙基二维渗透固结理论研究软土的沉降随时间变化的特性。采取井字沟处理后软土层固结速率明显加快，对于2.4m的软土处理前需将近1年的时间完成固结，而工程处理后完成基本固结的时间只需三个月，这主要是由于井字沟内充填的强透水性山皮石为软土提供了良好的渗透通道，与地表面的山皮石和 下伏粗砂一起形成了完整的排水系统。 最后得出一些结论和建议，以其达到对以后工程提供指导和借鉴的目的，并提出有待继续研究的几项内容。