湿陷性黄土地区海绵城市建设湿陷性风险模拟评估研究

在湿陷性黄土地区开展雨水集中下渗的海绵城市建设面临着湿陷变形的风险,以黄土湿陷性较为严重的西咸新区空港新城临空产业区为例,采用数值模拟的方法模拟了研究区湿陷性黄土在不同设计降雨情况下的雨水集中入渗后的湿陷情况.应用GAST模型计算雨洪过程,并将降雨量下渗过程作为边界条件输入Midas GTS/NX软件来模拟黄土基础变形...     

黄土地区一种储水-绿化带的开发研究

黄土地区海绵城市建设面临着地表雨水集中入渗过程中可能诱发深层黄土湿陷变形的问题,地表不均匀沉降威胁周边建筑的安全。基于对黄土湿陷问题和海绵城市建设雨洪转换关系的认识,实现城市雨水资源的高效利用,避免城市雨洪诱发的地质灾害,应用海绵城市建设理念,设计出一种适合黄土地区的雨水收集利用系统,利用砂砾石强导水特性进行雨水蓄存和疏导,采用三七灰土和土工膜的低透水特性减少下渗量,实现地表雨水的收集、蓄存、过滤和综合利用,减少汇入城市管网的水量。利用Geo-Studio SEEP/W模块验证其可靠性,模拟一次强降雨后12 h和24 h总水头等势线的变化规律,得出雨水可经种植土下渗至储水砂砾石层,在12 h开始积聚,直至24 h雨水依然被三七灰土层和土工膜有效阻隔,表明开发的雨水收集结构能有效实现雨水浅层收集和利用,避免集中入渗引起深层黄土湿陷变形的问题。     

轻量土减重换填消减黄土湿陷的方法研究

湿陷性黄土地区海绵城市建设中存在路面透水要求与黄土湿陷的技术矛盾.现有的消除黄土湿陷方法不能同时满足适合线状工程、工程量小、允许雨水入渗等要求.从黄土湿陷是浸水与上覆压力共同作用、二者缺一不可的原理出发,在浸水不可避免的情况下,提出了采用轻量土换填减重、减轻上覆压力从而减小人行道与非机动车透水道路路基湿陷量的地基处理新...     

甘肃省中部湿陷性黄土地基上水工建筑物的基础处理

黄土是一种特殊类土,主要分布在我国西北地区,甘肃境内分布广泛.甘肃中部大部分地区为黄土覆盖,厚度一般20～200m,兰州附近厚达409.93m,称世界之最.马兰黄土大都为中强湿陷性黄土.湿陷等级多属Ⅱ～Ⅲ级自重湿陷性黄土.水利工程总是在浸水条件下运行,而湿陷性黄土遇水后产生湿陷变形,使地面下沉、地基变形、承载力降低,工程地质条件严重恶化,影响水工建筑物的稳定性,甚     

禹门口提水东扩工程湿陷性黄土试验研究

通过在禹门口提水东扩工程主管线经过的湿陷性黄土场地进行现场静荷载试验和试坑浸水试验,对地基的湿陷变形进行观测,试验实测该地区土质修正系数与《湿陷性黄土地区建筑规范》中建议的土质修正系数比较接近,试验表明该区为自重湿陷场地。     

解析法在黄土浸没湿陷影响高程中的应用

为讨论水库浸没对建筑物的影响高程,以小浪底水利枢纽库区垣曲段为背景,将解析法应用于库区黄土浸没湿陷影响分析问题中,建立了适应于库区浸没湿陷影响高程的预测模型。选择建筑物基础埋深、变形计算深度、毛细水上升高度、地下水雍高、水库正常高水位运行高程、总湿陷量为5cm时的湿陷性黄土厚度等6个主要影响因子,通过现场调查、试验和长期观测等多种方法确定各因子数值,最终采用解析法确定库区建筑物黄土浸没湿陷影响临界高程,为科学确定水库黄土浸没湿陷的影响范围提供依据。     

Q2黄土湿陷性影响因素研究

通过单向压缩湿陷试验研究了陕西蒲城地区Q2黄土的湿陷性 ,并分析了其与物质组成、物性指标及微观结构定量参数之间的关系.结果表明 :Q2黄土湿陷性随黏粒含量、pH值、饱和度、干密度、颗粒分布分维和定向度的增加而降低 ;随孔隙比、欧拉数、孔隙分布分维和定向度增加而降低 ;易溶盐含量对Q2黄土湿陷性影响不大.Q2黄土的湿陷性受多方面因素制约和影响 ,内因主要是由于黄土本身的物质成分和特殊的结构特性 ,外因则是压力和水的作用 ;架空孔隙的失稳破坏和粒间孔隙的变小消失都可能引起湿陷变形 ,对于Q2黄土后者引起的湿陷变形不容忽视.     

三门峡黄土湿陷特性及其与结构强度的关系

针对黄土湿陷性对大型输电线路塔基稳定产生不良影响的问题,对河南三门峡地区原状黄土开展了基本物理特性及湿陷性试验,获取了其湿陷系数与湿陷等级,分析了竖向压力和初始含水率对黄土湿陷性的影响规律,着重从结构强度的角度解释了黄土湿陷特性。结果表明:竖向压力与湿陷系数之间并非只是简单的单调增函数关系,而存在湿陷增强区间和湿陷减弱区间;塑限(18.6%)是黄土湿陷性强弱的分界点,当初始含水率小于塑限时,湿陷性较强,而当初始含水率接近或者大于塑限时,则湿陷性减弱;初始含水率与湿陷系数之间也并非只是简单的单调减函数关系,而在结构强度为200 kPa时(含水率为10%)附近出现明显的转折。     

新疆伊犁湿陷性黄土输水渠道湿陷变形特性及影响因素分析

为探究新疆黄土地区输水渠道建设中的土体湿陷性问题,以新疆伊犁某输水工程所处黄土地区为研究对象,采取室内试验的方法,对渠道横向和纵向的土样进行物理性质试验,分析伊犁黄土的湿陷性特征、变化规律及湿陷性影响因素。研究结果表明：黄土湿陷性沿输水渠道横断面呈现出左侧渠堤湿陷性较右侧强的特点,左侧渠堤在地表以下约13 m处仍具有轻微湿陷性;渠道纵向黄土湿陷性特点主要表现为以桩号里程75 km为界,分界线以东区域黄土湿陷性较强,分界线以西区域黄土湿陷性较弱;孔隙比与湿陷系数呈正相关,含水率和液、塑性指数与湿陷系数呈负相关,黄土的含水率、孔隙比以及液、塑性指数等物理性质指标均会对其湿陷性产生影响。研究成果可为湿陷性黄土地区渠道等输水工程的建设提供参考。     

冻融循环对新疆黄土结构的影响

为探究冻融循环作用对黄土结构的影响,选取新疆天山北麓黄土,采用室内试验的方法,对重塑黄土进行冻融循环试验和冻融循环后的湿陷试验,结果表明:黄土湿陷净变形随着冻融循环次数的增多先增大后趋于稳定;含水率低于塑限时黄土表现为冻缩,含水率高于塑限时黄土表现为冻胀;冻缩时冻融循环使黄土湿陷系数降低,冻胀时黄土湿陷系数增大,冻缩对黄土湿陷性起到弱化作用,冻胀使黄土湿陷性增强;含水率对黄土冻融循环后湿陷性的变化起主导作用。     

Investigation on the lateral anti-seepage capacity of a vertical soil sand layer (VSSL) in a sunken lawn

The use of a sunken lawn is an emerging Low Impact Development (LID) technique to effectively control storm runoffs. However, the random infiltration of rainwater that occurs due to the construction of a sunken lawn in an area of collapsible loess seriously threatens the safety of buildings around it. Setting up a vertical soil sand layer (VSSL) structure next to a sunken lawn as an anti-permeate method has been proposed in this study. To analyze the lateral anti-seepage effects of a VSSL, a sunken lawn model around a building was established based on soil physical parameters, and water seepage in the sunken lawn was investigated using a infiltration experiment and HYDRUS-2D software. The results show that the anti-seepage effects of a VSSL can significantly reduce the average wetting front migration length and water content at the observation points behind the sand layer. The Nash-Sutcliff Efficiency (NSE) index was used to evaluate the accuracy and reliability of the HYDRUS-2D model. The values of the NSE index obtained were greater than 0.82 (varied between 0.82 and 0.98) which confirmed the applicability of the HYDRUS-2D software in accurately describing the hydraulic behavior of the lateral anti-seepage effects of the VSSL in a sunken lawn. Simulation infiltration tests showed that, on the side of the VSSL, the wetting front migration length was reduced by 55.5% on average, and the water content of the observation points behind the sand layer was reduced by 40.5%, increasing the stability of the loess around the building infrastructure. The results are of value in practical applications, such as for devising engineering or non-engineering measures to avoid loess collapsibility around sunken lawns.     

新疆伊犁州奎屯市开干齐水库引水渠黄土特性分析

风积黄土层在自然界中普遍分布,由于其多孔性物理特点,受水浸润后会产生较大沉陷,对工程建设存在一定的危害。新疆奎屯市开干齐水库引水渠沿线地层为黄土层,由于明渠的挖深不同,黄土的湿陷性有所差异。针对现场黄土层的特征,对沿线黄土层成因、湿陷性特性进行了分析。根据原生黄土、次生黄土在平面及剖面上的分布规律和结合渠基础复合土工膜的防渗处理,分别采取浸水法和翻夯法,以防止渠水入渗导致湿陷性黄土的沉陷。     

基于单线法试验的黄土增湿变形非线性模型研究

黄土增湿变形一般由地面水入渗或地下水位抬升引起,是岩土工程中需要解决的一个技术难题。虽然在该领域有一些研究,提出了描述该变形的本构模型,但是与实际地基中力和水的作用路径有较大差异。本文引入"增湿水平"这一概念来描述黄土的湿度状态,通过开展分级浸水试验,着重研究先施加应力后浸水增湿路径下黄土的湿度状态与增湿变形的相关关系,建立了增湿变形非线性本构模型;用增湿变形系数和湿陷系数的比值与增湿水平关系曲线反映黄土增湿变形的敏感性,分析了竖向应力、土质对黄土增湿变形敏感性的影响;采用不同应力比的增湿水平与侧向变形曲线,分析了增湿过程中的侧向挤出变形规律。     

针对人工海岛的低影响开发建设方案研究

为了研究人工海岛地区低影响开发(LID)方案设计对削减径流污染的效果和通过设置不同的LID设施增大雨水下渗从而降低土壤盐分的影响,利用暴雨径流管理模型SWMM,设计不同目标导向的LID方案。通过SWMM模型中的水质模块分析研究径流污染削减效果,通过建立SWMM模型模拟后的雨水下渗量与地下水潜水层下层水位之间的函数关系对模型中的压盐效果进行分析。结果表明,应根据LID设施的适建范围充分利用各类用地。绿色屋顶对屋面径流污染具有较好的削减作用,生态草沟对道路径流污染有较好削减作用,透水铺装增加雨水下渗以及压盐效果最优,另外设置具有错峰排水功能的雨水罐可取得较好的下渗效果,旨在为人工海岛雨水资源利用规划提供决策依据。     

基于原位测试的黄土物理力学参数演化分析

为研究外荷载、地下水等多因素长期联合作用下黄土地基土参数的演化规律,依据原位钻探、标准贯入试验和室内土工试验等手段,结合历史勘查资料,对近30 a来渭北某黄土地基土的含水率、干密度、饱和度、孔隙比、湿陷系数等物理力学参数的演化规律进行总结,同时,依据数理统计方法对黄土物理力学参数演化影响因素的敏感性进行了分析。结果表明:长期荷载作用下黄土的干密度随时间增加总体呈现增加的趋势;受附加荷载直接影响的浅层地基土体的孔隙比减少幅度较大,而深层土体的孔隙比影响较小;土体的饱和度随着深度的增加总体呈现"增→减→增→减"的周期性;相较于附加应力的长期作用,黄土的直立性和湿陷性工程性质对土的压缩特性影响更大。该研究为黄土地区地基土强度和变形参数的研究提供借鉴。     

竖向压力作用下重塑黄土土柱压缩湿陷及渗水试验研究

为了探讨竖向压力对兰州非饱和重塑黄土土柱压缩湿陷特性、入渗过程及土-水特征的影响,利用一维土柱渗透仪开展了不同竖向压力作用下非饱和重塑黄土土柱的常水头渗水试验,得到其压缩湿陷曲线,浸润峰、入渗量、体积含水量时程曲线与监测截面土-水特征曲线。研究结果表明:(1)土柱压缩性与湿陷性在试验压力下与常规试验皆有差异;尺寸效应不影响试验黄土结构强度,对其湿陷起始压力影响不大;(2)土柱增湿时浸润峰的前行速率随竖向压力的增大而逐渐减小;增湿过程中土柱在力与水作用下入渗能力变化导致入渗速率曲线有交叉现象,且竖向压力越大入渗速率变化范围越小;(3)竖向压力作用改变了渗水路径,从而影响了监测点体积含水率的变化;(4)竖向压力作用对土-水特征曲线的三个阶段均有影响,压力作用时土柱饱和度皆大于无压力作用,且随着压力增大饱和度逐步增大,当吸力趋于0时,土样未完全饱和。最后利用经典Van Genuchten模型对不同竖向压力下土-水特征曲线进行拟合,模型拟合效果较好。通过试验及分析,为兰州新区建设提供相关参考依据。     

侧限条件下原状黄土增湿特性研究

目前,对侧限条件下原状黄土增湿过程中的变形和持水特性研究还较少。以新疆伊犁原状黄土为对象,采用固结仪开展了不同竖向压力作用下的分级增湿试验和湿陷试验。在分级增湿试验中,研究了增湿过程中持水特性以及静止土压力系数的变化规律,提出了侧限条件下土水特征曲线模型以及静止土压力系数的表达式;引入"增湿水平"这一变量描述土体的含水状态,研究了增湿变形与增湿水平的相关关系。最后通过比较增湿试验(单线法)和湿陷试验(双线法)所得到的增湿水平与增湿变形系数关系曲线,验证了两种试验方法在黄土增湿变形研究中的等效性。