干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 毛乌素沙漠地区特殊地基处理技术研究

Arid

	毛乌素沙漠地区特殊地基处理技术研究
	高世君; 折学森; 边世斌; 高景伟; 周志军; 叶万军; 田繁荣; 李伶俐; 孙静宁; 董秀坤; 范红英; 方鹏; 刘倍利
完成单位	陕蒙高速公路建设管理处
登记(发布)日期	2006
中文摘要	一、任务来源 “毛乌素沙漠地区特殊地基处理技术研究”课题经陕西省交通厅批准,由陕蒙高速公路建设管理处、长安大学与陕西省公路勘察设计研究院合作,对毛乌素沙漠地区特殊地基处理技术开展研究工作。二、应用领域和技术原理随着我国基本建设的发展,沙漠公路里程增加,等级显著提高,对路基的变形与稳定性也提出了严格的要求。近几年的工程实践和调查表明,在沙漠地区公路建设中遇到了大量特殊地质情况。本课题通过大量的工程调查和国内外资料调研,结合陕蒙高速公路多处试验段开展室内外试验与观测,理论分析与计算,研究了毛乌素沙漠地区特殊地基土的成因、土层分布特征、分类、主要物理力学性质,以及含泥风积沙地基的承载力、沉降规律,提出了毛乌素沙漠地区特殊地基处理的措施、原则及设计施工方法;对陕蒙沙漠高速公路特殊地基处理方案进行了评价,提出了具体的设计方案及参数。同时也对毛乌素沙漠地区特殊地质路段路基的稳定性及其综合防治技术进行了探索。本课题编制了“沙漠地区高速公路特殊地基处理施工技术指南”,研究成果已直接用于指导陕蒙沙漠高速公路建设,同时也将对榆神沙漠高速公路及我国其它沙漠地区公路特殊地基处理的设计与施工起到指导作用。三、性能指标于2004年8月签订的“毛乌素沙漠地区特殊地基处理技术研究”课题合同书中规定的性能指标有： 1、主要研究内容 “毛乌素沙漠地区特殊地基处理技术研究”主要研究内容包括： (1)毛乌素沙漠区特殊地质成因、分类及分布规律。 (2)毛乌素沙漠区地质结构特征、水文地质特点以及特殊土的物理力学性质。 (3)毛乌素沙漠区特殊地基的承载力及其沉降变形特性。 (4)毛乌素沙漠区高地下水位路段地基的设计与处理措施。 (5)沙漠高速公路特殊地基处理方法及技术措施。 (6)沙漠高速公路特殊地基处理的施工工艺及质量控制措施。 (7)毛乌素沙漠区特殊地基上不同填方高度路基的稳定性及沉降规律。 2、拟解决的关键问题 (1)沙漠地区特殊地基的承载力及其沉降变形特性。 (2)沙漠地区特殊地基的处理方法及技术措施。 (3)沙漠地区特殊地基处理的施工工艺及质量控制措施。 3、主要技术指标 (1)完成课题研究报告,提出了沙漠地区特殊地质路段路基沉降和稳定性分析的理论方法及参数; (2)针对陕蒙高速公路沿线特殊地基,提出具体的处理方案及施工技术; (2)在国内核心期刊发表2篇以上学术论文; (3)编制“沙漠地区高速公路特殊地基处理施工技术指南” 四、与国内外同类技术比较陕西省科学技术信息研究所查新中心对18篇国内和15篇国外相关文献进行比较和分析,得出以下结论：查新项目的以下研究内容在国内外相关文献中未见报道： (1)提出了风积沙CBR、浸水膨胀量、回弹模量及压缩模量等路用性能与含泥量之间的统计规律。 (2)通过将含泥风积沙路基离散成路基和地基串联的单层,建立了分析双层地基体系的总传递矩阵,消除了半无限空间体深度引起的误差,推导出风积沙路基沉降的解析表达式。 (3)基于模糊相似优先概念的沙漠高速公路含泥风积沙路基沉降预测方法。 (4)通过对填料为均质时风积沙路基边坡稳定性和考虑路面材料性质及路基压实度分区时路基边坡稳定性进行分析和比较,提出了风积沙路基边坡稳定性计算方法。五、成果的创造性、先进性 (1)对毛乌素沙漠特殊地基土的工程特性以及主要物理力学性质参数范围开展了系统地试验研究,提出了沙漠特殊地基土物理力学性质参数间的统计关系及路用性能参数。 (2)根据含泥风积沙路基变形特点,提出了基于模糊相似优先比的含泥风积沙路基沉降预测方法。 (3)将含泥风积沙路基离散成路基和地基串联的单层,以单层边界的位移和对应的应力作为状态变量,利用物理方程、静力平衡方程和位移协调条件,建立单层两端状态变量之间的转换关系。最后利用状态变量递归的概念建立分析双层地基体系的总传递矩阵。通过引入与半无限空间体深度无关的传递矩阵,消除了半无限空间体深度引起的误差对计算结果的影响,推导出风积沙路基沉降的解析表达式。 (4)针对风积沙路基边坡稳定性问题,对填料为均质时路基边坡稳定性和考虑路面材料性质及路基压实度分区时路基边坡稳定性进行分析和比较。计算结果表明,与均质填料情况相比,考虑路基压实度分区及路面层的材料性质时计算的安全系数略有增大。因此,按均质填料情况计算风积沙路基边坡的安全系数较稳妥,且计算公式简便。 (5)针对沙漠高速公路特殊地基的复杂性和不确定性,利用地质资料、施工条件、工程经济及环境影响等综合因素,运用模糊相似优先的概念,建立了沙漠高速公路特殊地基处理的优选模型,并对毛乌素沙漠地区特殊地基处理方案进行了优选。六、作用与意义课题组通过对陕蒙高速公路沿线进行详细的地质勘察,深入研究了特殊地基土的成因及物理力学性质,提出了特殊地基土处理方案及施工工艺,及时指导了陕蒙高速公路建设,取得了较好的经济和社会效益。此外,本课题的研究成果将对类似地区工程具有重要的指导意义。例如,近期我省在毛乌素沙漠地区将修建榆神沙漠高速公路,榆神高速公路沿线特殊地质路段很多,地下水位较高,对特殊地基处理时可参考本课题的研究成果。
中文关键词	特殊地基 ; 毛乌素沙漠 ; 风积沙路基
成果类型	应用技术
语种	中文
国家	中国
中图法分类号	U416.1
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001287336
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242125
推荐引用方式 GB/T 7714	高世君,折学森,边世斌,等. 毛乌素沙漠地区特殊地基处理技术研究[Z]. 应用技术,2006.