寒旱區(qū)鹽漬土路基及凍土樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性問題研究.pdf

1、隨著我國西部大開發(fā)步伐的推進(jìn)，越來越多的鐵路、公路等交通工程設(shè)施在西部地區(qū)興建，并逐步投入使用。如青藏鐵路的全線貫通并投入運(yùn)營，就極大地方便了西藏地區(qū)與東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化的交流。與此同時，在青海等許多西部省市地區(qū)為了加速其地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，跟近西部大開發(fā)的步伐，有很多地方鐵路也陸續(xù)地修建，方便了地域性資源的開發(fā)和利用。然而由于西部特殊的地理位置和自然氣候條件，造就了諸如多年凍土、鹽漬土等不同于一般土體的特殊土體，給鐵路、公路等工程構(gòu)筑物的建

2、設(shè)和安全使用帶來了一定的困難和不便。
　　在多年凍土區(qū)的鐵路修建過程中，為了保證鐵路的順利施工和安全運(yùn)營，以保護(hù)凍土為原則的“以橋代路”旱橋結(jié)構(gòu)形式在青減鐵路的設(shè)計(jì)修建中得到了大量應(yīng)用。然而由于鉆孔灌注樁施工過程中的鉆孔摩擦熱、混凝土本身的水化熱和入模溫度等熱量的影響，不可避免地給樁周凍土帶來一定的熱擾動，這可能會導(dǎo)致樁基周圍的土體融化，從而使得樁基承載力下降，影響鐵路的施工進(jìn)度和安全運(yùn)營。本文結(jié)合多年凍土區(qū)某鐵路橋梁工程實(shí)例，考

3、慮實(shí)地水文地質(zhì)條件、大氣溫度的變化、地基凍土初始溫度場和混凝土入模溫度的影響及相變效應(yīng)，推導(dǎo)得出了混凝土水化熱在灌注樁內(nèi)和地基凍土中的三維熱傳導(dǎo)方程，并給出了其初始和邊界條件。以此為基礎(chǔ)，建立凍土樁基地溫場有限元計(jì)算模型，分別對一種普通的低溫早強(qiáng)混凝土水化熱和一種新型的低水化熱低溫早強(qiáng)混凝土水化熱對地基凍土回凍過程的影響進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果得出兩者對地基凍土溫度場的影響規(guī)律基本是一致的。然而由于混凝土水化熱的不同，導(dǎo)致普通低溫早強(qiáng)混凝土樁

4、基周圍凍土開始回凍的時間略滯后于新型低水化熱低溫早強(qiáng)混凝土樁基的同位置處，且前者的回凍率亦小于后者，而這種差異在灌樁后5年時仍不能完全消除。研究表明使用新型的低水化熱低溫早強(qiáng)混凝土可以明顯縮短施工時間。
　　為了更有效地開發(fā)利用本地域內(nèi)的鹽湖自然資源，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在青海省北霍布遜湖區(qū)進(jìn)行了錫鐵山至北霍布遜地方鐵路的修建。然而由于寒旱鹽湖區(qū)的特殊工程地質(zhì)條件，在北霍布遜湖區(qū)的鐵路路基的地基范圍內(nèi)存在著大片表層覆蓋有鹽殼的

5、高含鹽飽和細(xì)砂土，這給該地區(qū)鐵路的建設(shè)帶來了一定的困難。為了總結(jié)高含鹽飽和細(xì)砂土路基的沉降變形規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上對地基的處理效果進(jìn)行分析評價，本文選取三參量H-K模型對試驗(yàn)段路基模型的流變變形進(jìn)行模擬分析，給出了三參量H-K模型的本構(gòu)方程和蠕變方程。結(jié)合現(xiàn)場沉降觀測資料，利用ANSYS有限元軟件對高含鹽飽和細(xì)砂土路基模型工后沉降變形進(jìn)行了計(jì)算，驗(yàn)證了該地區(qū)地基處理的合理性。同時，結(jié)合室內(nèi)凍脹量試驗(yàn)和現(xiàn)場資料，對路基的季節(jié)性凍脹變形進(jìn)了分