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廊沧高速公路软土地基注浆加固试验研究

作　者: 饶晓
导　师: 张志沛
学　校: 西安科技大学
专　业: 地质工程
关键词: 高速公路软土地基注浆法加固数值分析
分类号: U416.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,在公路建设中,对软土地基采用了不同的处理措施,但是鉴于公路施工工期要求比较紧,有一部分软土地基问题是在施工期间发现的,因此,直接快速地处治软土地基显得越来越重要。河北省中部地区为冲积平原地貌特征,软弱地基上普遍存在上覆硬壳层,快速补强下伏软土地基,提高土体的力学强度和变形模量,减少总的沉降量,满足高速公路路堤沉降和稳定性的要求势在必行。根据该公路施工过程中的工期要求以及施工条件,对其中三段软土地基采用注浆的方法进行处理,由于在不扰动上覆硬壳层的前提下采用注浆处理软土地基较为少见,因此,开展了相应的试验研究。本研究以河北省廊沧高速公路为背景,在分析该高速公路软土地基路段的具体的工程地质条件基础上,对软土地基注浆方法进行了系统的研究,获得了如下成果:(1)研究试验段工程地质特征:在分析该试验段地质与工程地质条件的基础上,选择典型路段进行路基稳定性计算与分析评价。针对工期时间要求短,施工现场有高压线等不利条件,通过比对分析后,采取注浆技术作为直接快速的地基处理方法。(2)对试验段软土地基注浆加固技术进行试验研究:通过试验工程的实施与研究,提出适合于该地区的注浆加固边界范围与注浆参数,适合应用的浆材、配比与注浆工艺。(3)结合工程实际,从注浆方式和注浆压力两方面对注浆扩散过程进行了数值模拟分析,并从天然状态和注浆结束后两方面对软土地基性态进行了模拟分析,模拟验证注浆的参数的选取和注浆效果,得出注浆提高了地基承载力、改善了物理力学性质的结论。(4)对该注浆工程所达到的效果作出了综合评价。注浆治理后的地基承载力和安全系数均满足一般路基的沉降和稳定性要求,在快速补强此类软土地基的处理方法中,注浆法较为合理。通过该研究,不仅能解决有关设计理念、工艺方法、检测内容等问题,而且能为高速公路软土地基加固应急工程提供一条经济上合理、技术上可行且直接快速的技术措施,该治理技术将为今后直接快速地处治软土地基提供有益的借鉴。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 选题背景及研究意义  8-11
    1.1.1 选题背景  8-10
    1.1.2 研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状及存在的问题  11-13
    1.2.1 国内外研究现状  11-12
    1.2.2 存在的主要问题  12-13
  1.3 研究内容及方法  13-15
    1.3.1 主要研究内容  13
    1.3.2 研究方法与技术路线  13-15
2 廊沧高速公路软土地基工程地质研究  15-26
  2.1 软土地基地质特征  15-17
    2.1.1 软土与软土地基地质特征  15-16
    2.1.2 硬壳层地质特征  16-17
  2.2 软土地基试验段工程地质特征  17-19
    2.2.1 地形、地貌  17
    2.2.2 地层结构及岩性  17-18
    2.2.3 地质构造及其地震  18-19
    2.2.4 水文地质条件  19
  2.3 软土地基的物理力学性质  19-22
    2.3.1 软土的物理力学性质  19-20
    2.3.2 硬壳层物理力学性质  20-21
    2.3.3 地基土抗剪与强度指标基本特征  21
    2.3.4 地基土e-p 曲线基本特征  21-22
  2.4 试验段地基土沉降计算与路基稳定性评价  22-23
    2.4.1 地基土沉降与路基稳定性计算方法  22-23
    2.4.2 试验段软土地基沉降计算与路基稳定性评价  23
  2.5 软土地基试验段工程地质性质综合评价  23-24
  2.6 地基处理方案的选择  24
  2.7 本章小结  24-26
3 软土地基注浆机理及注浆过程数值模拟试验研究  26-45
  3.1 软土地基注浆加固地基机理  26-28
    3.1.1 注浆加固机理  26-27
    3.1.2 硬壳层在注浆中的作用  27-28
  3.2 试验段注浆工程方案设计分析  28-34
    3.2.1 注浆法分类及注浆方案的选择  28
    3.2.2 注浆边界范围与参数的确定  28-32
    3.2.3 注浆材料、配比选择与注浆工艺  32-34
  3.3 软土地基注浆过程数值模拟分析  34-43
    3.3.1 软土地基注浆扩散过程模拟原理  34-35
    3.3.2 注浆扩散过程模拟设计方案  35-36
    3.3.3 注浆方式对注浆扩散过程影响的模拟结果分析  36-42
    3.3.4 注浆压力对注浆扩散过程影响的模拟结果分析  42-43
  3.4 本章小结  43-45
4 廊沧高速公路软土地基注浆后性状数值模拟分析  45-56
  4.1 数值模拟方案设计  45-47
  4.2 天然状态下软土地基性状模拟计算分析  47-50
  4.3 注浆工程结束后软土地基性状模拟计算分析  50-53
  4.4 本章小结  53-56
5 廊沧高速公路软土地基试验段注浆效果分析  56-68
  5.1 注浆试验工程与注浆工程的检测手段  56
  5.2 试验段注浆效果检验  56-64
  5.3 试验区注浆前后物理力学性质比对分析  64-67
  5.4 本章小结  67-68
6 结论  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
附录  74-75

廊沧高速公路软土地基注浆加固试验研究

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