陷性对输电线路黄土地基的危害及处理技术研究
湿陷性黄土在中国分布十分广泛，尤以地处西北的黄土特征最为典型，表现为地层全、发育好、地层厚、湿陷特性明显，如甘肃陇东、陇西地区广泛分布着厚度大于10m的自重湿陷性黄土，湿陷等级较高，多为Ⅲ级、Ⅳ级，这对甘肃湿陷性黄土地区变电站基础造成很大威胁。为了消除黄土湿陷效应，大厚度湿陷性黄土输电塔基础地基处理中常采用破坏原状黄土结构的技术措施，铺设大厚度二八灰土或三七灰土以消除黄土的湿陷变形，但这种处理厚度较大时施工复杂且工程造价高。针对上述湿陷性黄土地基处理方法中存在的问题及其缺陷，本文提出了一种处理输电线塔基础湿陷性黄土地基新技术：灰土垫层与防渗膜复合地基，该方法在数值计算的基础上，对二八灰土厚度进行了优化处理，提出了输电线塔地基下灰土垫层厚度的指导值，同时设防渗膜，起到很好的阻水效应，从源头上消除黄土湿陷，以期为甘肃湿陷性黄土地区输电塔基础工程设计提供理论参考与技术支撑。所涉及的具体研究内容如下： 1、在总结分析湿陷性黄土的分布、成因以及湿陷机理，同时对国内外湿陷性黄土的研究历史、现状、黄土浸湿变形计算方法和湿陷性黄土地基处理方法基础上。结合750kV官厅～兰州东Ⅱ回输电工程，选取了典型的士样采取点进行土样采集，对土样进行了室内压缩试验、湿陷试验和三轴试验，对试验结果进行了分析，西北地区输电工程途经的湿陷性场地黄土参数有了深入的了解和掌握。 2、通过现场原位浸水试验，对地面沉降观测点和深层沉降观测点进行沉降量测，得出监测期内浸水坑内外相应位置的沉降量变化曲线和沉降速率变化曲线：同时利用数值模拟的方法，再现了试坑浸水过程中沉降和水的渗流过程，验证了数值模拟的可靠性。 3、对官兰线工程设计资料进行分析研究，针对工程中大量使用的原状土掏挖基础和斜柱开挖基础类型，设计了四种湿陷性黄土处理方案作为研究方案，通过数值模拟场地的降雨或灌溉入渗过程，研究了不同方案的地基增湿变形特性，探讨了各个方案的优缺点。同时针对斜柱开挖基础增设防水层的原处理方案，用数值模拟的方法对垫层厚度进行了优化，并对比分析了不同厚度二八灰土垫层的处理效果，说明减少规范范中一般规定的灰土厚度的措施是完全可行。 4、整理分析了人工土工布的特性和功能情况，以及其在地下排灌系统、公路、铁路、挡土墙、堤坡以及土壤保护方面的应用情况。结合输电工程的特点，提出了将防水土工布应用于湿陷性黄土场地处理的方案。 5、从工程实践出发，论证了二八灰土在西北地区输电线路湿陷性场地处理中具有经济便利、施工简单、效果显著的优点，并给出了灰土在输电线路工程中的施工工艺。并从防水和基础设计方案选择两个方面，对湿陷性黄土地区的基础选型、全方位长短腿与不等高基础设计、生态植被护坡、弃土处理以及加强排水措施等进行了研究。
输电线塔;黄土地基;湿陷机理;灰土垫层;防渗膜
西安理工大学
博士
岩土工程
胡再强
2018
中文
TM754
2019-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）