黄土高填方地基沉降变形规律及影响因素分析

为了研究不同侧向约束条件下黄土高填方地基的沉降变形规律及其影响因素,采用有限元软件PLAXIS3D建立了平填型填方地基、贴坡型填方地基以及沟谷型填方地基的数值模型,对高填方地基工后沉降变形规律进行了归纳,并通过灵敏度分析法对黄土高填方地基沉降变形的影响因素进行了敏感性分析; 通过与文献的理论计算结果对比,证明了数值模型的有效性。研究结果表明:不同的侧向约束条件对高填方地基的沉降变形有显著的影响; 侧向约束越强,高填方沉降变形越小,反之亦然,其中平填型填方地基的沉降变形最大,贴坡型填方地基次之,沟谷型填方地基的沉降变形最小,且地形对称分布的沟谷型填方地基变形控制效果优于非对称地形; 随着填土高度和填筑速度的增加,填方地基的工后沉降也会增加; 提高填土的压实度可以显著减小沉降,但改变原位地基处理厚度和沟谷底部宽度对沉降变形的影响相对较小。     

综合管廊穿越黄土挖填方场地受力变形状态研究

以黄土高填方场地中的现浇综合管廊为原型,通过物理模型试验研究综合管廊在黄土挖填结合部位的受力与变形状态。采用石膏与铝棒材料制作1∶20的缩尺综合管廊模型,并模拟出黄土填方场地中挖填结合部位的阶梯状接坡结构。通过特制的沉降装置模拟填方场地工后沉降的发展,全程监测综合管廊的竖向变形、纵筋应变以及地基土压力变化。揭示了综合管廊在填方场地工后沉降发展过程中的受力规律与变形破坏特征。试验结果表明,随着填方区土体沉降量的增大,综合管廊与底部土体接触状态变化是导致综合管廊在挖填结合区内侧壁拉-剪裂缝的重要原因,并且综合管廊剧烈变形的范围由挖填结合区向填方区有明显的扩展。研究成果可为实际工程中综合管廊的设计和变形控制提供参考。     

大厚度夯填黄土场地工后变形特性研究

以陕北某黄土沟壑区高填方黄土场地为例,利用多重监测手段对填方体进行了长期、连续的变形监测,利用监测成果分别研究了夯填黄土场地地表和深部的沉降变形及水平位移变形特性。对影响沉降变形的压缩层厚度因素及时间因素进行分析,建立多因素沉降变形回归模型,讨论了以沉降变形速率作为稳定标准,不同填方厚度条件下的填方体沉降变形稳定时间。分析表明：分层强夯回填黄土场地的最终工后沉降量约为压缩层厚度的1.29‰,填方体的地表水平位移量较沉降变形量小,地表水平位移变形在方向上指向填方体临空面方向或填土厚度较大部位方向;在深层变形特性上,填方体表现出表层回弹、深部压缩的变形特性,填方体的深层水平位移表现出呈随深度减小的趋势。     

改进的分层总和法在黄土地区高填方地基沉降变形中的应用研究

黄土高填方沉降变形控制是工程建设的重点和难点。通过室内侧限压缩试验和加湿试验,总结了重塑黄土在自重应力和含水率变化下的变形特征。基于分层总和法的思想,引入了Gunary模型和割线模量法,将黄土高填方地基的沉降分为荷载引起的施工沉降和含水率变化引起的施工后沉降,并提出了黄土高填方地基沉降变形的计算方法。结合实际工程背景,预测了高填方工程的沉降变形。结果表明：黄土高填方沉降的主要来源是施工期荷载引起的沉降;随着填土高度的增加,工后沉降占总沉降的比例逐渐增大;在最优含水率条件下,当施工期压实度达到95%以上时即可完成土的排气固结,施工后期为土的排水固结;压实度的控制对高填方工程至关重要;该研究成果丰富了黄土高填方地基沉降变形的计算理论,为黄土高填方工后沉降和湿陷性沉降的研究提供了理论依据,并对黄土高填方工程的施工及工后沉降控制具有一定的参考价值。     

黄土高填方沉降规律分析及工后沉降反演预测

 为了揭示黄土高填方的沉降规律,并预测其工后沉降,对某高填方的监测成果进行分析,将FEM数值计算与分层迭代反演方法结合,对高填方的工后沉降进行反演预测。分析结果表明：填方体自身沉降占总沉降的63%而原地基沉降占37%,施工期产生沉降的主要原因是非饱和土孔隙气压密及排气固结,原地基和填方厚度的不均匀是地表差异沉降的主要原因。分层迭代反演法与FEM结合能更精确的反映施工加载对填土形变参数的影响,采用反演参数预测沉降值与现有实测数据吻合较好。     

对黄土沟壑区挖填方场地岩土问题处理的探讨

针对黄土沟壑区挖填方场地岩土的处理问题,结合陕北地区实际工程,从高挖方填方的挖填设计平衡点的确定、大厚度填土的施工工艺及技术要求、盲沟设计三方面,阐述了高挖方填方场地的具体处理方法,并根据现场现状设计盲沟和挖填方交界面的工程做法,结果表明,采用以上方案处理减小了填方土层沉降,合理处理地表和地下水,有效的解决了场地岩土问题,为类似工程提供参考。     

黄土填方地基工后沉降预测方法研究

为解决陕北黄土丘陵沟壑区建设用地短缺的问题,当地一般采取挖填方的办法。而工后沉降是评判黄土填方地基稳定性的重要指标。通过室内试验分析,得到压实黄土的应力-应变关系为幂函数型,应变-时间关系为双曲线型,并结合分层总和法,获得了延安压实黄土经验蠕变方程,并通过现场监测数据验证,拟合效果较好。运用此方程对不同压实系数、不同填方厚度的黄土填方地基工后沉降量进行了预测研究,并以此为基础提出了一定厚度内黄土填方地基稳定性评判标准。     

基于离心模型试验的黄土高填方沉降影响因素分析

使用复合型岩土离心试验机进行黄土高填方地基沉降模型试验,模拟沟谷地形中填筑体施工期和工后沉降过程,并系统研究黄土高填方沉降的影响因素。试验成果表明:施工速率、填方高度、沟谷形状、填筑压实度、时间等因素对填筑体沉降均存在影响。黄土高填方沉降主要发生在施工期,工后沉降所占比例较小。工后沉降随填方高度、时间对数均呈线性增长,工后沉降速率随时间呈指数衰减趋势。与开阔"U"型沟谷相比,狭窄"V"型沟谷地形对填方体有明显变形约束作用,沉降量小,稳定时间短。提高压实度、减小施工速率、控制填方高度均可减小填筑体沉降量,但提高压实度对大厚度填筑体的沉降控制作用更为显著,施工速率改变则对施工期沉降产生更直接的影响,填方高度与长期工后沉降量正相关关系则相对较为稳定。     

吕梁机场黄土高填方地基工后沉降时空规律分析

以吕梁机场高填方地基工后沉降监测结果为基础,对原地基及填筑体的工后沉降组分和产生不均匀沉降的原因进行了深入分析;量化分析了填土高度、填土速率、地基综合压实度、时间等因素对高填方工后沉降的影响,提出了基于应变速率的工后沉降递推分析法。结果表明：减小填土速率、适当增大地基综合压实度和降低填土高度都是减小工后沉降的有效措施,采用递推分析法,更能够近似描述施工工艺对工后沉降的影响。     

黄土地区某填方贴坡场地建筑病害数值模拟研究

选取了某建筑病害严重的建设场地作为研究区,通过数值模拟研究,得到了填土贴坡建筑场地挖方区、填方区及挖填结合区的变形规律,不均匀沉降、滑移、扭转是导致建筑物破坏的主要因素。利用材料力学的第一、第二强度理论分析了建筑物破坏的机理,探讨了半岩半土场地和水对填方地基变形的影响。提出了针对填方区或挖填结合区的多种地基处理方案建议,为类似黄土地区填土贴坡场地选址、地基处理、结构设计研究提供参考依据。     

黄土地区大厚度填方地基填筑期间沉降变形监测方法

采用合理有效的沉降变形监测方法,不仅能在土方填筑期间获取更为真实的沉降监测数据,还能更好地进行工后地基沉降变形的预测及控制工作。本文以陕北黄土丘陵沟壑区某填方工程为例,阐述了一种在填方地基填筑期间的沉降变形监测方法。该方法采用分层开挖探井的方式安装沉降监测元件,在安装完成后对探井进行回填夯实,基本不影响填土施工过程及施工质量。文中陈述了两种沉降监测设备,通过比较两组沉降监测数据,总结分析了大厚度填方地基填筑期间沉降变形监测方法的适用性,可为类似工程填筑期间沉降变形监测提供参考。     

基于修正FDA方法的黄土高填方地基工后沉降分析

为了进一步探索黄土高填方机场工后沉降的形成机制,以便于对其进行预测,以吕梁机场试验段为研究对象,结合大量的原位监测资料和室内压缩试验,采用修正FDA方法,试图将工后期排水固结变形和次固结(蠕变)变形进行分离,并采用基于Mikasa固结理论和Voigt-Kelvin黏弹性模型的沉降量–沉降速率曲线法进一步对该方法进行对比验证。研究表明:黄土高填方地基工后总沉降中约74%的沉降分量为深厚黄土地基的主固结沉降,其余的沉降主要以原地基及填筑体的蠕变引起,故基于修正FDA方法在分析黄土高填方工后沉降量形成机制的应用中比较符合工程实际,对类似工程的设计和工后沉降预测有一定的指导意义。     

黄土沟壑高填方工后地下水与土体含水率变化研究

近年山区城市通过高填方工程扩展城市空间的实例越来越多,关于填方后地下水位的变化一直备受关注。以陕西某高填方工程为依托,对填方场地工后15个月里地下水位、填筑土体含水率的变化进行了持续的监测。监测结果表明填方后主沟下游地下水位上升幅度明显大于两侧支沟达到1.3 m。主沟下游位置地下15 m以下的深层填土含水率随着深度递增。黄土沟壑高填方工程中主沟位置的地下水排导措施应进一步加强,防止地下水位持续上升,主沟下游位置进行工程建设时应考虑深层填土含水率增加带来的不利影响。     

董志塬区黄土高填方地基工后沉降特性试验研究

黄土高填方地基工后沉降量大,容易引起建筑物开裂破坏。本文以庆阳市西峰区某小区填沟造地项目为背景,对董志塬区黄土高填方地基的工后沉降特性进行了分析研究,研究结果表明,⑴黄土高填方地基在回填后200天到250天左右工后沉降量较大,最大沉降量可达到79cm。⑵黄土高填方地基工后沉降在沟谷处较大,距离沟谷越远,沉降量越小。⑶干密度是影响黄土高填方地基工后沉降的主要因素,可以通过提高干密度的方法提高黄土的回填质量,对于超厚的黄土高填方地基,宜采用高能级强夯进行分层回填。     

山区高填方地基事故预防与处理

山区高填方地基具有填筑厚度大、边坡高度高、填方工程量大、填土厚度差异大、地下水影响复杂等特点,易产生不均匀沉降和边坡失稳问题。引起山区高填方地基事故的原因很多,本文针对2个典型的高填方地基沉降及边坡失稳事故并结合其他类似事故对山区高填方地基事故的原因进行了分析,并对事故的预防及处理提出了建议。     

基于GA-BP神经网络的黄土高填方工后沉降预测

采用遗传算法(GA)优化BP神经网络,建立黄土高填方工程GA-BP神经网络预测模型,分别对曲线形态呈"J"形和"S"形的黄土高填方场地的工后沉降进行预测,并探讨建模数据量及是否剔除预测起点沉降值对模型预测精度的影响。对某黄土高填方工程的工后沉降的预测结果进行分析,结果表明,GA-BP模型在合适的建模数据量下具有预测精度高、预测效率高、收敛速度快等特性,适合用于黄土高填方场地的工后沉降预测。     

某厂区红层软岩碎石土填方高能级强夯现场试验研究

某大型厂房场地的建设为大型挖填方工程,场地地层岩性以红层软岩为主,填方厚度0～60m不等。为分析不同高能级的强夯处理对红层软岩碎石土地基的加固效果,现采用15000kN·m、12000kN·m、8000kN·m三个强夯能级对碎石土填方地基进行现场试验,强夯处理后,分别进行了平板载荷试验、动力触探试验、地震波检测、多道瞬态面波测试等试验,分析强夯加固前后地基土物理力学性质的变化规律,评价高能级强夯处理该地区碎石土高填方的效果。结果表明15000kN·m和8000kN·m能级强夯对于填土加固效果较好,12000kN·m能级强夯对于填土加固效果较差,原因是12000kN·m能级的试夯区域细粒土含量较多且含水率较高,并对红层软岩对强夯效果的影响因素进行了分析,可为类似填方场地地基处理提供借鉴。     

天府国际机场某压实填土地基沉降预测

大面积高填方工程具有填方高度大,平面面积大,挖填平衡、填料复杂、填方工艺多种、地下水排水困难、易形成不均匀沉降、工期紧等特点.大面积高填方施工是一个复杂的系统过程,影响因素众多,其中沉降问题是控制重点.大面积高填方在各种因素下的沉降计算,在一些土力学和地基基础教材地基沉降计算的章节中尚未见到,文章通过工程特性结合经验公...     

安康机场罗家河膨胀土高填方沉降变形特征研究

安康机场罗家河高填方是国内罕见的膨胀土填方体。通过表面与底部涵洞沉降监测,对其沉降变形特征进行了研究。结果表明,膨胀土高填方次固结阶段的表面沉降受降水影响显著,出现反复膨胀变形,最大膨胀速率为0.485mm/d;建立了考虑填方厚度与沉降时间的膨胀土高填方工后沉降预测模型,模型参数u可表征挖填交界面处地基沉降在此处产生的拖拽效应引起的沉降量,模型计算值与实测值平均相对误差为12.17%,该模型可为地质条件与填筑材料类似工程的工后沉降预测所借鉴;依据填方体胀缩变形可将其分为8个阶段,胀缩变形阶段均与时段降水量关系密切,其中缓升段Ⅶ时段降水量为644mm,对应的膨胀量达44mm;该膨胀土填方体总体表现为膨胀,而非其他岩土填筑体的压缩变形。     

降雨对沟谷状黄土高填方地基增湿影响研究

研究高填方地基在降雨条件下的入渗规律和增湿变形问题,对黄土沟壑区高填方的工后沉降形成机制探索和防排水设计具有重要意义。以某黄土高填方工程为背景,开展了填方区原位沉降监测和非饱和土的水–力特性室内试验,并基于流–固耦合数值方法,研究了不同降雨类型和不同压实度下高填方地基的入渗规律和增湿变形特性。结果表明:①黄土高填方地基因压实度不均和降雨类型差异,降雨影响深度为地表下2.0～7.0 m;②强降雨(暴雨、大雨)引起的增湿变形比为1.6%,大于中雨的1.2%和小雨的0.3%,不同压实度下(λ为0.88,0.93,0.98)强降雨引起的填方体增湿变形比分别为1.8%,1.5%,1.3%,采取适当的防排水措施对减小高填方地基增湿沉降的具有重要意义;③强降雨会引起填挖方交界面处产生过量的差异增湿沉降和剪切应变突变,这是导致填挖方交界处出现开裂和水毁的主要根源。