GZ25宁夏段黄土路基纵向开裂成因及防治方法研究

为了探讨湿陷性黄土地区高速公路的建设方法和经验,以GZ25宁夏段黄土路基纵向开裂破坏为实例,以室内试验及现场破坏路段解剖试验数据为依据,研究了湿陷性黄土的时空变化规律,并提出了湿陷性黄土地区道路线位选择的合理方法和湿陷路基的有效治理方案。研究认为:选择合理的路线线位,设计有效的排水系统,是避免路基湿陷性破坏的关键;湿陷性黄土的渗透规律是纵向大于横向,先期大于后期,野外实测值明显大于室内试验值,所以,对于路基湿陷性破坏评价和防治措施,应主要参考野外实测值;避免路基湿陷性破坏应以预防为主,治理黄土湿陷的关键是治水。     

高速公路黄土路堑高边坡现场冲刷试验研究

通过现场模拟降雨,研究了降雨对黄土路堑高边坡的侵蚀机制,分析了裸露边坡和植被防护边坡的破坏特征以及径流特征、冲刷量的变化规律。结果表明:在暴雨条件下,古土壤的破坏方式不同于黄土,且更易于侵蚀,厚层基材喷播植草对其防护效果很好;同时,坡面上方来水是坡面冲刷最主要的因素,径流量的变化具有“陡涨缓落”的特征,含泥量则呈现“缓涨陡落”的趋势;且连续阴雨对路堑边坡的侵蚀能力比短时暴雨更强。试验研究结果为黄土地区路堑高边坡的植物防护和截排水设计提供了依据。     

地质结构模型在公路黄土边坡设计中的作用

为了研究黄土地区地质结构与公路边坡稳定性、排水防护措施的关系,首先介绍了地质结构模型的概念、划分依据及其主要特征,然后将黄土地区复杂的地质结构划分为8种模型;在给定坡高和坡型、有无大平台的情况下,通过有限元模拟对比了各种模型的稳定性变化特性,给出是否采用大平台设计高边坡坡型的建议,明确了各类地质结构模型稳定性的差异;推荐了地质结构模型与边坡稳定性分析相结合的公路高边坡设计思路和适用的边坡防排水方案。结果表明:地质结构模型对边坡稳定性具有明显影响;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类模型必须设置大平台,其余模型可不设置。     

郑西客运专线石灰改性黄土强度特性试验研究

结合郑（州）西（安）客运专线采用石灰对地基黄土进行改良，介绍所进行的物理特性试验、强度特性试验及分析研究，得出了石灰改性黄土的强度在不同因素下的影响规律，探讨了石灰改性黄土的强度特性。     

非饱和黄土结构强度特性的试验研究

分析了非饱和黄土强度的组成和结构强度的来源,通过常规三轴试验对非饱和黄土的结构强度和抗剪强度规律进行了研究。结果表明:非饱和黄土的结构强度可用其天然结构破坏时所丧失的强度表示;同一含水率下结构强度随围压的增大而增大,在同一围压下结构强度随含水率的增加而逐渐减小,呈较好的幂函数关系;结构强度与其粘聚力之间有显著的线性相关关系。     

原状挤密黄土的弹塑性特征

根据试验资料，采用广义的Misers破坏准则，建立了原状、挤密黄土的弹塑性帽盖模型，并分析它们的弹塑性特征，可以很好地反映黄土在达到破坏之前产生的塑性剪应变与塑性体应变这一重要特征，对黄土用塑性体应变εv^p作为硬化参数的帽盖模型来描述其本构关系是合理的。所得成果可为黄土地基弹塑性分析提供参考。     

黄土隧道网喷支护结构中锚杆的作用

为了检验锚杆在黄土隧道中的作用,在某黄土隧道中设置有系统锚杆和无系统锚杆2个长为30 m的试验段,对隧道初期支护的净空收敛、拱部下沉、围岩压力、钢架应力、喷射混凝土应力、锚杆轴力和纵向连接筋应力进行监控量测。研究表明:2个试验段无论从变形还是受力上讲,同类数据均处于同一量级,说明系统锚杆对结构的稳定性作用不大;网络钢架、喷射混凝土、钢筋网共同组成的支护结构是合理的黄土隧道初期支护结构;取消系统锚杆,可以及时喷射混凝土,有利于围岩稳定,从而大大缩短工期;以Ⅳ级围岩为例,取消系统锚杆可降低工程造价10.6%。     

城门洞形断面输水隧洞临界水深的计算方法

在城门洞形断面输水隧洞的水力计算中,其临界水深的求解方程无显函数形式的表达公式。为尝试避免传统低效的经验试算法、图解法等,通过对城门洞形断面输水隧洞临界流基本方程进行数学变换,其临界水深计算问题可归结为一非线性优化问题,再运用实数编码加速遗传算法(RAGA)求解。基于Borland JBuilder9 Enterprise环境编写了算法实现程序,对不同断面尺寸的城门洞形输水隧洞临界流进行了计算和分析。结果表明,RAGA方法具有计算速度快、精度和自动化程度高、通用性强等优点,比常用方法简便。     

黄土地区公路暗穴顶板临界厚度的确定方法

针对西部黄土地区暗穴的发育会对公路路基、桥涵、公路隧道、路堑与路堤边坡及边坡支挡工程等的稳定性造成严重威胁的问题,在野外调查的基础上,对暗穴的分布规律、发育形态、破坏机制等进行了归纳与研究,提炼出几种破坏模式,结合黄土地区的土质特点,考虑了节理对黄土暗穴的影响,采用结构力学等方法,提出了一些确定顶板临界厚度的方法,并进行了对比讨论。通过对路基暗穴的安全厚度的正确估算,为研究公路暗穴有效防治措施提供了可靠的依据。     

湿陷性黄土地基处理

 湿陷性黄土地基处理原理主要是破坏湿陷性黄土的大孔结构，消除地基的湿陷性。同沿高速公路部分路段处于湿陷性黄土地带，为确保路基及构造物的安全和正常使用，对非自重湿陷性黄土地基采用冲击碾压法进行填前处理，使地基满足承载力与稳定的要求。介绍了该路段采用冲击碾压法进行地基处理的原理、施工方法和质量控制措施。