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湿地湖泊相软土结构特征与路基加固关键技术研究
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  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    U416.1
  • 关键词:
  • 成果简介:
    中国内陆地区广泛分布着由湖泊湿地干缩形成的湿地湖泊相软土,自80年代初期在该类软土地区修建第一条高等级公路以来,困扰工程界的难题是如何选择恰当的软基处理方法,众多的成功与失败的工程经验表明:该类软土具有一般软土的工程特性,如不采取恰当的地基处理方法,则产生较大工后沉降量,直接影响交通运输的安全。如何选择适宜的地基处理方法,探究其工程特性对变形和强度的影响,需要深入研究湖泊相软土的结构特征,建立湖泊相软土的本构模型,其研究成果对软基处理技术的发展和理论的完善具有重要意义。 首先通过X射线衍射试验和扫描电镜(SEM)试验,研究微观结构的图像特征;基于分维分形理论,研究微观结构参数的变化规律,从湖泊相软土的微观结构特征入手,建立弹塑性本构模型。 其次针对湿地湖泊相软土所具有的结构特征,在一期工程中,在相同地质条件下,分别进行膨胀加固土桩复合地基、刚柔性长短桩复合地基、钉形双向搅拌复合地基、真空堆载联合预压和强夯五种地基处理方法的试验段试验,并对真空堆载联合预压法的离心机模型试验,研究各种方法的施工工艺、适用范围和施工特点。 然后采用改进的层次分析法+云模型+改进的灰色关联度法对上述五种软基处理成套技术进行了技术经济评价,根据五种软基加固方法的关联度最高值在二期工程中推广应用。 通过该课题研究:首次针对湿地湖泊相软土,在相同地质条件下分别对5种软基处理方案进行现场大型的对比试验研究,并对真空堆载联合预压法进行了离心机模型试验;首次对湿地湖泊相软土进行微观结构分析,揭示该类软土为叠片状结构,属正常固结土,并具有明显结构性;首次建立了能够反映湿地湖泊相软土的弹塑性本构模型;首次利用改进AHP法+云模型+改进GRAP法对五种软基处理方法进行关联度分析,依据关联度最高值在主线地区推广应用的工法是排水固结法(堆载预压法、砂井排水预压法)和强夯法。 根据课题成果,针对工程原地基处理方案为水泥土搅拌桩复合地基(单价165.38元/平方米,处理面积2182799平方米),在邢衡高速主线部分工程全线和石安高速改扩建工程中,采用优化后的地基处理方案-排水固结法(堆载预压法、砂井排水固结法)和强夯法进行处理。堆载预压法108.74元/平方米,处理面积784740平方米;砂井排水预压法132.61元/平方米,处理面积961647平方米;强夯法148.57元/平方米,处理面积436412平方米。地基处理工程共计节省工程造价8329余万元,且优化后方案的软基加固效果明显优于水泥土搅拌桩,具有良好的技术应用前景。
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