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桥梁桩基溶洞勘测及处理技术研究

作　者: 李洪亮
导　师: 郑刚
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: 溶洞管波探测法跨孔CT扫描桥梁桩基
分类号: U442.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文主要依托佛山一环工程的具体实践,对岩溶区桩基的勘察、设计以及地质隐患探测、评价、处理与检测等成套技术进行综合研究。本文首先对佛山一环沿线岩溶的发育规律与特征进行了总结与论述。介绍了岩溶区钻探与物探相结合的综合勘测技术,着重对管波探测法和跨孔CT扫描两种物探方法进行了研究以及成果验证,总结了岩溶地区的勘察原则。其次,以定量分析与定性评价相结合的评价方法,有效评价桩基持力层地质隐患的影响,并结合具体实例对该评价方法进行了验证。再次,对不同桩基持力层隐患进行分类,提出了相应的处理方法,并结合已有工程实例对不同桩基地质隐患的加固与检测进行了介绍。最后,本论文利用已有资料,根据对岩溶区边界条件和物理参数的研究,建立了多层高大溶洞桩基的有限元模型,对于岩溶区桩基的应力分布情况进行了有限元分析,研究了地质强度、桩径、桩长等因素对溶洞顶板稳定性的影响。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-15
  1.1 前言  8
  1.2 国内外研究现状  8-13
    1.2.1 关于岩溶的勘测技术方法  8-11
    1.2.2 关于岩溶区桩基技术的研究  11-13
  1.3 研究内容及技术路线  13-14
  1.4 研究进展及创新点  14-15
第二章佛山一环简介、区域自然地质概况及溶洞分析的边界条件  15-26
  2.1 佛山一环工程简介  15-16
  2.2 区域自然地理概况  16-17
  2.3 区域地质概况  17-18
    2.3.1 区域地质  17
    2.3.2 区域地质构造  17-18
    2.3.3 构造形变组合特征  18
    2.3.4 地震活动背景  18
  2.4 水文地质条件  18-19
  2.5 佛山一环岩溶的类型  19-20
  2.6 佛山一环岩溶发育的条件及基本规律  20
  2.7 佛山一环岩溶发育程度  20
  2.8 佛山一环岩溶的形态与填充物  20-23
  2.9 佛山地区地质情况及其力学参数确定  23-24
    2.9.1 上覆层的影响  23
    2.9.2 岩层的影响  23
    2.9.3 溶洞形态及分布情况  23-24
  2.10 溶洞分析边界条件-桩的几何尺寸及单桩承载力  24-25
  2.11 溶洞分析边界条件-地下水  25
  2.12 溶洞分析边界条件-洞内充填物  25-26
第三章岩溶区桩基综合勘察技术及桩基持力层隐患的调查与评估  26-63
  3.1 岩溶区勘察工作的特点  26-28
    3.1.1 岩溶区勘察工作目的  26-27
    3.1.2 岩溶地区勘察的任务  27-28
  3.2 岩溶区勘察采用的主要手段  28-29
  3.3 管波探测法  29-38
    3.3.1 管波探测法的适用范围  29-30
    3.3.2 管波探测法的可靠性  30-34
    3.3.3 管波探测法的优势  34-36
    3.3.4 管波探测法探测装置及流程  36-38
  3.4 跨孔CT层析成像法  38-43
    3.4.1 方法综述  38
    3.4.2 方法原理  38-40
    3.4.3 探测结果的钻孔验证  40-41
    3.4.4 工作方法技术  41-42
    3.4.5 跨孔CT扫描方法的优缺点  42-43
    3.4.6 跨孔CT扫描应注意的问题  43
  3.5 其他物探方法介绍  43-47
  3.6 岩溶区勘察技术的综合应用  47-49
  3.7 桩基持力层地质隐患的调查与评估  49
  3.8 对桩基持力层有可能存在地质隐患的总体认识  49
  3.9 调查方法与手段  49-50
  3.10 桩基地质隐患的危险性分析  50-51
    3.10.1 桩基受力特点  50-51
    3.10.2 桩基持力层地质隐患的工程界定原则  51
  3.11 桩基持力层地质隐患的工程诊断  51-55
    3.11.1 工程诊断考虑因素及判别体系建立  51-52
    3.11.2 地质隐患危害性评估标准  52-55
  3.12 工程实例  55-63
    3.12.1 桂和路右27-1桩位  55-57
    3.12.2 桂和路左29-1桩位  57-58
    3.12.3 桂和路左27-2桩位  58-60
    3.12.4 里和路右13-2桩位  60-63
第四章岩溶区桩基的设计方法与理论  63-78
  4.1 岩溶塌陷的定义及主要形式  63-64
  4.2 稳定性评价方法分析  64-67
    4.2.1 定性法  64
    4.2.2 半定量评价方法  64-65
    4.2.3 定量评价法  65-67
  4.3 对溶岩地区长短桩、桩长、配筋的研究  67-69
  4.4 桩基持力层地质隐患的处治与检测  69-78
    4.4.1 确定的原则  69-70
    4.4.2 地质隐患的分类及其治理原则  70
    4.4.3 桩基持力层地质隐患加固处理技术方案  70-73
    4.4.4 检测方法与手段  73
    4.4.5 典型实例  73-78
第五章多层高大溶洞的桩基设计  78-88
  5.1 荷载工况  78
  5.2 模型的建立  78-80
  5.3 稳定性评价方法与原则  80
  5.4 结果及分析  80-84
  5.5 影响溶洞顶板厚度的单因素分析  84-88
    5.5.1 地质强度指数对溶洞顶板临界厚度的影响  84-85
    5.5.2 桩径对溶洞顶板稳定的影响  85
    5.5.3 桩长(上覆土体、岩体厚度)对溶洞顶板稳定的影响  85-88
第六章溶洞处理费用估算  88-92
第七章结论与建议  92-94
参考文献  94-102
发表论文和科研情况说明  102-103
致谢  103

桥梁桩基溶洞勘测及处理技术研究

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