循环荷载作用下浅埋坎儿井地基的稳定性研究

坎儿井是中西亚及我国新疆地区的特色地下水利工程结构。随着“一带一路”倡议的提出,在上述地区修建高速铁路不可避免地会遇到与坎儿井交汇问题。低矮路堤下隐伏浅埋的坎儿井暗渠可能会在高速列车荷载作用下塌陷,进而影响上部地基和路基的稳定。通过模型试验研究循环荷载作用下的浅埋坎儿井地基稳定性,探讨了暗渠埋深对地基土压力演变规律的影响,并结合PIV技术分析了地基土体的压缩变形特征及潜在破坏面。研究结果表明：1)随循环荷载增大,暗渠上方的土压力沿地表深度增加由先增后减的演化规律转变为持续减小,且最终均小于水平两侧的土压力;2)随着暗渠埋深增加,地基结构所能承受的最大循环荷载频率增加,在暗渠未完全塌陷时的地表沉降减小,但暗渠完全塌陷后的地表累计沉降也随之增大;不同暗渠埋深地基开始出现较大地表沉降变形的临界循环荷载频率均为5～10 Hz;3)上覆荷载作用下,浅埋暗渠地基土体的高变形区域随暗渠埋深的增加由“倒锥型”转变为“漏斗型”,潜在滑动破坏面在暗渠埋深达到7.5D(D为暗渠直径)后仅发展至暗渠上方;在暗渠埋深5.5D至7.5D之间存在循环荷载作用效果转折的临界点。试验结果为探讨坎儿井地区高速铁路地基的稳...     

坎儿井特征、勘察技术及与新建高速铁路相互影响

为更深入全面了解坎儿井地基的研究现状，以伊朗德伊高速铁路为依托，对坎儿井特征、勘察技术及与新建高速铁路相互影响进行综述，重点介绍坎儿井的建造过程、结构形式、用途、优缺点以及相关灾害，卫星遥感、物探和钻探等技术在坎儿井勘察应用方面的研究进展，坎儿井与新建高速铁路之间的相互影响机理，并针对德伊高速铁路沿线的坎儿井，开展勘察、分类和稳定性分析。结果表明：德伊高铁跨越坎儿井77处，下伏坎儿井暗渠埋深为2.0～40.0 m，直径为0.5～2.0 m，形状主要有马蹄形和圆形，支护类型分有无支护2类，可按暗渠与线路交角、暗渠埋深、截面面积、截面形状和支护类型对德伊高铁沿线的坎儿井进行分类；针对德伊高铁沿线坎儿井采用电法和瑞雷面波法探测效果不佳的问题，利用地质雷达可有效识别埋深小于15.0 m的坎儿井暗渠，在此基础上通过钻探可进一步明确坎儿井的准确埋深、大小和所处地层条件；当坎儿井暗渠埋深小于稳定临界深度时，须采取加固处理措施，并在后期运营阶段加强对路基长期变形的监测。针对坎儿井勘察、分类、稳定性评价和加固处理措施等方面开展的系统性深入研究，可为新疆地区和“一带一路”地区高速铁路建设工程领域提供技术支...