既有建筑湿陷性黄土地基加固设计研究

湿陷性黄土属于一种特殊土质,对地表水或地下水的变化较为敏感,严重影响了建筑物地基的稳定性。依托某既有建筑湿陷性黄土地基加固工程,结合既有建筑特点,分别从地质条件(内因)、上部荷载(外因)及水因素(诱发因素)3个方面入手,提出采用人工挖孔桩+注浆法、扩大基础及做水泥土搅拌桩止水帷幕等加固措施,来解决该既有建筑湿陷性黄土地基不均匀沉降的问题。该工程为今后类似工程提供了参考。     

黄土的湿陷和震陷

黄土的湿陷性和震陷性分别是黄土在遇水和地震作用下产生的岩土灾害。黄土湿陷性评价及防治已经相对成熟。有些专家试图联系二者,以便解决黄土震陷性的工程评价和处理。本研究中,作者分析了黄土湿陷性与震陷性之间的联系与差异。研究认为,二者的产生都基于黄土的亚稳态结构,都是黄土架空结构破坏所引起,但其触发机制却是不同的。湿陷性产生的主要原因是吸力丧失,而震陷性主要由黄土在动荷载作用下的土体剪切破坏所导致。因此,关于二者之间的联系还不存在坚实的物理基础。     

自重湿陷性黄土下限深度判定方法探讨

以郑西高速铁路沿线6个现场试坑浸水试验资料和大量室内土工试验资料为基础,对自重湿陷性黄土下限深度的判定问题进行探讨.研究表明:自重湿陷性黄土下限深度是一个明确且唯一的值,但由于受应力条件、变形条件、饱和状态、试样尺寸、边界效应等因素的影响,运用现场取样进行室内压缩试验判定自重湿陷性黄土下限深度的方法还存在一定的局限性,...     

场地黄土扰动前后的湿陷性与其物性指标的关系

黄土物性指标可以近似但较为简便快速地评价其湿陷性。原状黄土在不同荷载和浸水的扰动下,随着其物性指标的改变,湿陷性也随之变化,故为了更好地评价这类扰动性黄土的湿陷性,在兰州东岗某场地上进行的两次相隔四十多年室内试验的基础上,采用相关分析的方法,研究扰动前后湿陷性系数与干密度、含水率、孔隙比、饱和度和塑性指数之间的关系。结果表明:(1)扰动前后湿陷性系数和干密度、含水率、饱和度和塑性均呈负相关,和孔隙比呈正相关,且扰动后湿陷性系数整体上低于扰动前,各指标对湿陷性系数的影响减弱。(2)以干密度、含水率、孔隙比、饱和度和塑性指数作为反映扰动前后黄土湿陷性的因子进行多元线性回归和因子权重分析,得出用以评价扰动前后黄土湿陷性的回归公式和影响湿陷性的因子排序。研究结果对于研判扰动黄土的湿陷性并选择合适的地基处理方法具有一定参考价值。     

咸阳市区饱和软黄土特性及成因分析

饱和软黄土是一种具有特殊性质的饱和黄土,对工程建设极为不利。基于大量的勘察资料和试验数据,文章总结了咸阳市区饱和软黄土的空间分布规律及物理力学性质,并从黄土的湿陷性和地下水位的历史动态分析了饱和软黄土的成因。结果表明咸阳城区的饱和软黄土主要分布在二级阶地的中东部,其平均孔隙比为0.85、压缩模量为5.07 MPa,具有较大的孔隙比和压缩性,强度也较低;咸阳饱和软黄土形成的内部因素主要为黄土的特殊结构,外部环境因素主要是20世纪70年代开始的大规模灌溉工程引起的水位上升。     

黄土湿陷系数与其物性指标的定量关系分析

湿陷性是黄土特殊且重要的工程性质。以黄土微观角度探讨湿陷性与物性指标之间的关系,再依据《中原城市群环境地质调查》统计得到的洛阳地区湿陷性黄土土性参数,运用MATLAB定量分析黄土湿陷性与其物性指标的相关性,得到如下结果：(1)在众多与湿陷性相关的物性参数中,洛阳地区黄土湿陷系数与孔隙比、干密度、塑性指数等物性指标关系密切,且相关性程度依次为孔隙比、干密度和塑性指数;(2)运用MATLAB分析湿陷系数与物性指标的定量关系,得到了该地区湿陷系数与物性指标之间函数关系的拟合公式;(3)通过实测值与预测值的比较,结合黄土的湿陷机理,论证拟合公式的合理性。研究方法对其他地区黄土湿陷系数的预测也具有启发意义。     

山西临汾高堆地裂缝成因机制研究

临汾盆地是汾渭盆地中地裂缝较发育的地区,地裂缝类型众多、成因复杂。在对临汾市区西部高堆村出现的地裂缝进行地质调查并采用电阻率CT方法勘察后,基本控制了该地裂缝的空间展布;从活动构造、地下水开采、黄土湿陷及地层条件、地形地貌环境四个作用因素分析其成因机制。发现,高堆地裂缝深部不存在隐伏破裂面,属非构造成因地裂缝,而地下水超采和黄土湿陷性是其诱发因素,地表渗水使裂缝扩张、加剧,地层条件、地形地貌环境则制约、控制其发育位置。     

试样厚度对室内测定黄土湿陷性指标的影响

湿陷性是黄土的特殊工程性质,为研究试样厚度对室内测定黄土湿陷性指标的影响,对西安某地深1~20 m内不同深度采取的黄土,利用常规高压固结仪及改造的固结仪,进行了厚度分别为2 cm与8 cm试样的湿陷试验。对比分析各深度土层2 cm试样和8 cm试样的室内湿陷试验的结果,表明：土层湿陷性较弱或压力较小时,不同厚度试样所得的湿陷系数相差不大;土层湿陷性较强时,随着压力的增大,两者的差异越来越大,同一压力下8 cm试样所得的湿陷系数大于2 cm试样所得的值。黄土的湿陷性越强,试样厚度对试验所得湿陷性指标（湿陷系数、自重湿陷系数、湿陷起始压力）的影响越大,此结论为室内湿陷试验适当调整试样厚度提供了依据。     

黄土动力特性参数的相关性分析

阐述了黄土的动强度与液化、震陷性与动变形、动应力与动应变关系等基本动力学特性及其影响因素。基于黄土地区部分黄土动力学性质的试验结果,运用最小二乘法原理进行了相关性分析,揭示了黄土的动力学参数指标(骨干曲线初始切线模量,骨干曲线渐进线截距,最大动阻尼比)和湿陷性指标(湿陷系数)与黄土的物性指标(塑性指数、孔隙比、含水量)和固结围压之间的相关关系,建立了黄土动力学参数与物理力学指标之间线性关系的系数,为黄土工程的动力反应与稳定性分析提供了研究基础。     

汶川地震后甘肃临夏北塬黄土场地大面积沉陷研究

北塬是位于甘肃省临夏县东北部的黄土塬,塬上分布为典型的马兰黄土。2008年汶川地震以后该地区陆续发生了较大规模的黄土湿陷灾害,并造成相当的经济损失。通过对北塬湿陷性黄土的野外调查和室内试验,研究了黄土湿陷的原因和机理。结果表明,该地区黄土产生大面积沉陷的主要原因是汶川地震中产生的深大裂缝与底部黄土垂直节理贯通形成渗水通道,水在底部不透水层聚集,土体由下至上产生湿陷,从而导致地基沉降。结合经济可行性和当地实际,针对类似原因引起的黄土湿陷问题提出了防治措施。     

灌溉后的黄土剪切特征变化

在中国甘肃省的黑方台阶地上从上世纪60年代开始出现人类定居和开垦活动,并自1968年发展为灌溉农业。随着灌溉的进行地面已出现沉陷和滑坡。地表沉陷是由灌溉水的充填引起黄土结构崩塌造成的。然而崩塌和湿润化对剪切特征的影响目前还不清楚。为了研究湿化后的黄土剪切特征的变化,进行了对马兰黄土未经扰动和重塑土样的直接剪切盒测试。结果显示未扰动土样的粘合力和内摩擦角在湿润化后都下降了,而所观察到的重塑土的弹度参数只有少许变化。未扰动土的不饱合粘合力,据认为其受胶结物质的影响,在饱合后消失了。经灌溉的土的不饱合强度参数与未灌溉土相比表现出差异,它们可能受土壤水分的强烈影响。     

庆阳黄土冻融环境下的特性研究

为了解冻融作用对黄土湿陷性的作用效果,以Q3黄土为研究对象,采用增(减)湿法配制不同含水量黄土试样,测试黄土在无补水条件下受温度影响的冻融变形、压缩变形和湿陷变形;对原状黄土进行颗粒分析及基本物理力学参数试验。分析表明:(1)黄土是否产生冻胀取决于其含水量是否超过"临界冻胀含水量"。(2)冻融黄土与原状黄土相比压缩变形量较大,把部分浸水湿陷变形转化为压缩变形,冻融作用使黄土的湿陷性弱化。(3)冷冻黄土在相同温度下,含水量越大,湿陷系数越小;在同一含水量下,冻结温度愈低湿陷系数愈小。     

非饱和黄土微观结构与黄土滑坡

原状黄土属于非饱和黄土,对非饱和黄土的微观结构研究对于研究黄土地区边坡的稳定性具有重要意义。通过研究区黄土的SEM图像的微观结构分析和利用Janbu法对典型黄土滑坡进行边坡稳定性的计算分析,认为该地区黄土的内部微观结构以架空结构和镶嵌结构为主,在大颗粒上附着的胶结物较少;随着深度的增加,土体上覆压力增大,土体具有明显的挤压变形现象;黄土体在天然状态下处于极限稳定状态,随着含水量增加,边坡稳定性下降,达到饱和状态时,处于不稳定状态;随着黄土地区经济的快速发展,人类水事活动和工程性经济活动广泛开展,人为因素逐渐成为诱发滑坡发生的主导因素。     

山西历史地震引起的黄土灾害的分布特征

在收集、整理山西省历史地震黄土灾害资料的基础上，划分了黄土灾害的类型，总结了山西省历史地震所引起的崩塌、砂土液化、震陷和地裂的分布特征，分析了历史地震引起的黄土灾害与地震强度的关系，并对未来可能引起滑坡、崩塌、地裂和砂土液化等黄土灾害的地区进行了预测。     

黄土震陷初判指标的界定研究

通过对宝鸡和兰州地震小区划中所获得黄土震陷数据的统计,对黄土震陷的影响因素如含水量、孔隙比、干密度、初始弹性模量进行了分析,得出了对震陷初判更实用、更为具体的多项指标标准,并对弹性模量应用于黄土震陷的判断进行了探讨。     

黄土场地震动液化实例

湿度大的黄土在地震作用下会发生液化和震陷,已在室内动力试验和古地震的调查中得到了证实。目前工程规范对黄土的液化预测判别尚缺乏经验,暂未列入规范。本文介绍了一些黄土地基处理施工的实例,证明饱和黄土在受到机械振动或冲击作用的影响后,会产生液化使所处理的地基下沉,对开展黄土液化机理、液化判别与危害评价方法及工程预防措施的研究具有现实意义。     

引洮工程15~#饱和黄土隧洞主要病害及防治措施

以甘肃省引洮工程总干渠15#引水隧洞施工实践为例,分析了隧洞所在标段饱和黄土的主要工程地质条件,着重研究了在隧洞施工过程中遇到的围岩塌方、拱架变形、涌水等不良地质现象并提出了预防和处理措施,并且通过对桩号为105+166安装的围岩变形观测试验数据分析得到了饱和黄土隧洞变形的一般规律,为施工中何时进行二次支护提供科学的依据。     

延安黄土丘陵沟壑区地质灾害易发性浅析

在详细分析延安黄土丘陵沟壑区的地形地貌类型、斜坡的坡体结构、地质灾害类型的基础上,利用1:1000地形图为底图进行地质灾害的易发区划分分析。结果表明,对该区居民生命财产安全造成重大威胁且防范困难的地质灾害类型为不稳定斜坡(黄土滑坡、黄土崩塌、基岩崩塌)隐患,黄土陡坡和基岩陡坎区地质灾害高且易发。     

Erosion characteristics of loess tunnels on the Loess Plateau: A field investigation and experimental study

Loess tunnels are a common geo-hazard in the Loess Plateau and not only cause considerable soil and water loss, but also aggravate and even induce the occurrence and development of other disasters such as ground fissures, mudflows, collapses, and landslides. To date, research on the hydrological characteristics and erosion behaviour of loess tunnel systems has focused on field investigation data and limited river basin observation data, whereas field test information and data are very scarce. In this study, field surveys, observations, field scouring experiments, and laboratory-based sediment percentage tests were conducted to analyse the erosion characteristics, spatial distribution, and hydrological characteristics of a large-scale loess tunnel system in the hilly Loess Plateau southeast region of northern China. The results showed that the loess tunnel erosion exhibited periodicity. Tunnel erosion in each period shows a similar erosion process, that is, thin-layer water flow erosion and lateral expansion, tunnel wall collapse and deposit due to the loss of support from the lateral erosion, and erosion and transport of deposits by water flow. Waterfall erosion, lateral erosion, headward erosion, and the resulting collapses were the main forms of tunnel erosion. Besides this, the base level of erosion significantly affects the erosion characteristics of the loess tunnel. The hydrological characteristics during field scouring experiments exhibited three different stages: a lag effect, attributed to the temporary loss of water velocity in the first stage; small water flow fluctuations in the second stage; and an increase in total seepage loss with increased water injection flow in the third stage. The erosion rate was positively correlated with the flow quantity. The results of this study not only provide valuable reference data for research on the mechanism and velocity of erosion events in loess, but also provide a theoretical basis for the prevention of loess tunnel disasters in engineering construction. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.     

汶川地震远震区黄土场地地震反应特征分析

在实际场地钻孔资料的基础上,选取和构造45个有代表性的典型场地剖面,利用一维等效线性化波动方法,计算各个场地在三种不同强度地震动输入下的地表加速度反应。结果表明:(1)在远场地震动作用下,黄土场地PGA较大,反应谱平台范围较宽,集中在0.2~0.6s;(2)随着黄土覆盖厚度的增加,PGA减小,但对于自振周期大于一定范围的结构物震害加重;(3)对于无地形影响的厚层黄土地区,当黄土厚度在20~100 m时,随厚度的增加,反应谱下降段谱值增大1.1~1.4倍,特征周期放大1.1~1.25倍。