黄土工程论文范文（精选12篇）
黄土工程论文 第1篇
黄土梁是四川省平武县和九寨沟县的分界,黄土梁地区位于岷山北部的核心地区,分布于九寨沟县和平武县境内,位于两市三县交界,海拔1 900 m～3 400 m,相对高差1 500 m～2 000 m,具有典型的山地地貌景观。冬季时间长,阴山地段积雪时间长,形成冰雪路段,行车极不安全,是九环线交通的瓶颈。为尽快解决这一问题及推进灾区的重建,省市交通部门研究决定修建黄土梁隧道,解决冰雪冻害路段,确保九环线的畅通。
2 区域自然地理环境
1)位置、交通。黄土梁隧道隧址位于九寨沟县与平武县交界处的黄土梁,进口在九寨沟县勿角乡,由北往南横穿黄土梁中段。隧道进口在原S205线卡子,距九寨沟县城约20 km,隧道出口在详述加北20 km附近的磨房沟,交通较为方便。2)地形地貌。本项目处于四川盆地向青藏高原过渡的东缘地带。地势由西北向东南倾斜,属于中高山切割型山地,峰峦叠嶂,山高谷深,溪流纵横。黄土梁是平武县和九寨沟县的分界,黄土梁地区位于岷山北部的核心地区,黄土梁分布在平武县境内,位于两市三县交界,海拔1 900 m～3 400 m,相对高差1 500 m～2 000 m,具有典型的山地地貌景观。3)自然地理。本区属于北亚热带山地湿润季风气候,气候温和,降水丰沛,日照充足,四季分明,具有云多、雾少、阴天多的特点。全年无霜期100 d左右。雾日少,日照率在40%左右。每年10月～次年4月为积雪期。多年平均气温14.7 ℃,最高值15.1 ℃,最低值13.9 ℃。极端最高温37 ℃,极端最低温-7 ℃。多年平均降水量866.5 mm,最高值1 161.4 mm,最低值397.3 mm。多年平均日照时间1 376 h,多年平均无霜期252 d。
3 工程地质条件[1]
1)地层岩性。按全国地层区划意见,隧址区在地层分区上属昆仑秦岭区,出露及埋藏的地层为上古生界石碳系至震旦系地层。岩性为泥盆系中统三河口群(D2S1+2)深灰色砂岩、粉砂岩及黑色砂质板岩、碳质板岩为主,夹有硅质砾岩层及硅质岩、灰岩透镜体、鸡窝状无烟煤。经实测隧址区地层剖面,隧址区基岩为满泥盆系中统三河口组(D2S1+2)地层。岩层产状:2°～350°/42°～78°。2)地质构造。隧址区地质构造复杂,在区域上西邻松潘—甘孜地槽系之巴颜喀拉冒地槽褶皱带,东接龙门山—大巴山台褶带,北为秦岭地槽,南为后龙门山冒地槽褶皱带。在地质构造部位上,本区位于由北部的文县弧形构造带、西部的岷江断裂—雪山断裂—虎牙断裂和东南部的龙门山断裂带所围限的楔形地块西部。3)地震活。该区自公元前186年有地震记载以来,迄今共发生8级地震3次,7.0级～7.9级地震8次,6.0级～6.9级地震12次,4.7级～5.9级地震65次。其中,Ms≥7.0级强震主要沿王水—武都—松潘—茂汶一带,呈近SN向展布,构成了中国南北地震带的中段。根据国家标准JTJ 004-89公路工程抗震设计规范、GB 18306-2001(2008修订版)中国地震动参数区划图,由区域地壳稳定性评价标准,结合工程场区已有的地震地质资料综合分析认为,黄土梁隧道工程区属地壳次稳定区,地震效应主要为外围强震对工程区的波及影响,地震基本烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.227g。4)水文地质。隧址区为一条突出的山梁,为单斜构造,为一个简单水文地质单元,地下水类型主要为第四系松散堆积层孔隙潜水和基岩裂隙水,其中以基岩孔隙裂隙水为主,含水层主要由泥盆系中统三河口组厚层砂岩。区域水文地质条件复杂,同时地下水的赋存量也十分丰富,涌水量约12 195 m3/d～14 417 m3/d。对照《规范》[2]中环境水腐蚀判定标准,地表水、地下水对混凝土不具腐蚀性。
4 工程地质分析
文中依据公路隧道岩土标准[2,3,4],充分考虑了地层岩性、基岩风化程度、构造、节理发育程度、基岩富水情况、隧道的埋深等因素,以及调绘资料、钻探、物探等,且结合工程经验,将黄土梁隧道围岩类别基本分级如表1所示。
其中洞身段围岩级别主要为Ⅲ级,Ⅳ级,Ⅴ级,少数为Ⅱ级。Ⅲ级围岩长占隧道全长的60%;Ⅳ级围岩占全长30%;Ⅴ级围岩占总长的10%。隧址区地质构造表现为单斜构造,隧址区的节理主要受区域性构造控制,易产生局部坍塌或掉块,在K7+960～K10+140间,隧洞最大埋深达400 m～700 m,初步判断隧洞深埋段具有发生弱～中等岩爆的可能。在地下水贮藏量十分丰富,岩体破碎地段施工时将会出现10 000 m3/d以上的涌、突水或突泥。
综合分析,隧道工程地质条件还较好,拟建隧道围岩稳定性仍属相对较为优越的隧址方案。
5 结语
1)根据四川省地震局工程地震研究所《平武涪江火溪河梯级电站工程场地地震安全性评价报告》,工区50年超越概率10%的地震烈度为7.8度,地表基岩峰值加速度库坝区为227 cm/s2(0.227g),工区场地地震基本烈度均为8度。隧址区无泥石流灾害,崩塌、滑坡等不良地质现象对隧道施工基本无影响,属一般可建地段。2)隧道设计进洞口位于崩坡积层中,洞底标高距地表仅6.8 m,不宜成洞,建议进洞口移至K6+140 m处进洞;设计出洞口处与现小河沟沟底相对高差4.0 m～5.0 m,应考虑防洪措施。建议仰坡、边坡开挖坡度值土层采用1∶1.25,基岩采用1∶0.75。建议的隧道进、出洞口场地自然斜坡稳定,基岩岩体稳定,场地稳定性较好,适宜隧道进、出口成洞。3)黄土梁隧道施工时地下水突水量可达每日1.0万m3～2.0万m3。在地下水贮藏量十分丰富,岩体破碎地段施工时将会遭遇10 000 m3/d以上的涌、突水或突泥灾害。4)隧址区水文地质条件及区域水文地质背景复杂,据隧址区部分水质分析成果火溪河、沟水和钻孔水主要为重碳酸钙镁型水,按公路勘察规范[1]判定,隧址区地下水及地表水均对混凝土无侵蚀性。5)黄土梁隧道隧址区穿煤的可能性小,压煤量较小。隧址区有毒有害气体主要为三河口组所夹煤线瓦斯气体,需在施工和运行期采取必要的通风措施。6)隧址区为中高地应力区,在K7+960～K10+140间,隧洞最大埋深达400 m～700 m。初步判断隧洞深埋段具有发生弱～中等岩爆的可能。施工中仍应加强监测和预报。7)黄土梁隧道轴部地下水位在隧道开挖将形成较大的集水廊道,地表部分井、泉量将会减小或断流,对本区林业用水造成一定影响,因此,在隧道施工建设中必须采取切实可行的环境保护措施,以期将隧道建设对环境的破坏影响程度降低到最小。
参考文献
[1]蒋爵光.隧道工程地质[M].北京:中国铁道出版社,1991:20-80.
[2]JTJ 064-98,公路工程地质勘察规范[S].
[3]JTG B01-2003,公路工程技术标准[S].
湿陷性黄土对铁路工程的影响研究 第2篇
[导读]本文对黄土的成因、黄土的湿陷性及敏感性、黄土的湿陷性对桩基沉降的作用、黄土湿陷处理措施以及黄土路基工后沉降评估问题进行了分析和研究。
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湿陷性黄土对铁路工程的影响研究
宋建波
（中铁十八局集团第五工程有限公司，天津300450）
作者简介：宋建波，中铁十八局集团第五工程有限公司。
摘 要：黄土在天然含水率时一般呈坚硬或硬塑状态且具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性，但遇水浸湿后，部分黄土即使在其自重作用下也会发生剧烈的沉陷，强度也随之迅速降低。本文对黄土的成因、黄土的湿陷性及敏感性、黄土的湿陷性对桩基沉降的作用、黄土湿陷处理措施以及黄土路基工后沉降评估问题进行了分析 和研究。
关键词：湿陷性；黄土；铁路工程
由于黄土特殊的工程性质(水敏性、大孔性、结构性)，黄土地区的铁路工程建设常常会出现多种工程病害，如深挖方边坡的坍塌，高填方路堤的不均匀沉降，地基 承载力低，高湿度黄土中隧道的塌方和既有线黄土隧道出现拱部裂缝，桩基因负摩擦作用的变形和破坏等多方面的问题。其中黄土湿陷性问题最为突出，给铁路运营 和养护带来的危害也最大。天然黄土在上覆土的自重压力作用下，或在上覆土的自重压力与附加压力共同作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉 的，称为湿陷性黄土。当黄土作为建筑物地基时，为了恰当考虑湿陷对建筑物的影响，需采取相应的措施，分析、判别黄土是否属于湿陷性的、其湿陷性强弱程度以 及地基湿陷类型和湿陷等级，是黄土地区工程勘察与评价的核心问题和工程设计的基础。黄土的成因
黄土是一个复杂而巨大的地质系统，因此，关于黄土成因的研究，己有百余年的历史，中外学者先后提出了十多种不同成因的假说，其中主要是风成说、水成说和多 成因说三大类型。一般认为，典型的、或原生的黄土主要是风成黄土。黄土状土或次生黄土多为其他成因的黄土(如冲积，洪积，坡积，湖泊沉积，冰水沉积，洪积 一坡积，洪积一冲积，残积一坡积，冲积一坡积等)或经过其它营力改造过的风成黄土。
2黄土的湿陷性及敏感性
黄土的湿陷性是指黄土在天然低湿度下往往具有明显的高强度和低压缩性，但遇水浸湿后会发生变形大幅度突增和强度也随之迅速降低的现象。对黄土湿陷性的研 究，主要侧重于湿陷机理、影响因素、指标选择、评价方法以及工程应用诸方面。近年来，黄土工程性质的研究出现了由侧限压缩到三轴压缩，由常规三轴应力路径 到多种复杂应力路径，由浸水湿陷量到湿陷敏感性，由狭义的浸水(饱
和)湿陷到广义的增湿湿陷，由单调的增湿变形到增、减湿和间歇性的湿陷变形，由增(减)湿路径到增(减)湿路径与加(卸)荷路径的祸合，由湿陷性到湿剪性以及由宏观特性分析到宏、微观结合的力学特性分析等诸多方面的发展，丰富了对黄土湿陷性 的认识，缩短了黄土湿陷性与工程实际应用之间的距离。湿陷类型和湿陷等级不能完全表达湿陷性黄土的全部工程性质，对于自重湿陷性黄土，还应研究湿陷敏感 性。根据敏感性指标，可将自重湿陷性黄土地基按敏感性分为:很敏感、不很敏感、不敏感三类，对湿陷量(等级)相同但敏感性不同的自重湿陷性黄土应区别对 待。黄土的湿陷性对桩基沉降的作用
湿陷性黄土地基中单桩在竖向荷载作用下的沉降量由桩体自身的弹性压缩变形、桩底下部土体在自重应力作用下的变形以及桩底下部土体在附加应力(包括负摩擦 力)作用下的变形三部分组成。影响单桩沉降的因素很多，主要因素包括桩长、桩与土的相对压缩性、土层性质、荷载大小以及荷载作用时间、桩侧桩端各自分担的 荷载比及桩侧阻力沿桩身的分布图式等。一般而言，单桩沉降量随桩的长径比和桩土刚度比的减少而增大，随桩底处持力层的弹性模量与桩周土的弹性模量之比值的 增大而减小。湿陷性黄土地基中的桩基由于黄土的浸水湿陷在桩体侧壁上形成负摩擦力，负摩擦力产生的下拉荷载必然加大桩基的沉降，因此，湿陷性黄土地基中单 桩的沉降量除上述这些影响因素外，还有负摩擦力的影响。所以，在验算桩基沉降时需考虑负摩擦力的作用。就黄土的湿陷性对桩基沉降的影响而言，负摩擦力值越 大，中性点越低，下拉荷载就越大，对桩基沉降的影响也就越显著。黄土的湿陷性对桩基沉降的主要作用有:
①湿陷性黄土层越厚，湿陷等级越高，对桩基沉降的影响越大。
②同一种黄土，当含水率较低时，负摩擦力相对较大，对桩基沉降的影响也大，随着含水率的增大，负摩擦力会减小，对桩基沉降的影响也会减少。
③桩的长径比越小，截面刚度越大，负摩擦力越大，中性点也越深，对桩基沉降的影响也越大。
④桩底持力层的刚度越大，桩受到的负摩擦力越大，中性点深度越深，对桩基沉降的影响越大。黄土湿陷处理措施
当黄土地基的湿陷变形、压缩变形或承载力不能满足设计要求时，要针对不同的建筑类别和黄土的湿陷特点，采用经济合理的处理措施。目前我们已经由早期的大开 挖逐渐发展到后来的垫层(灰土或砂石)、强夯(表面强夯、深孔强夯、置换强夯)、挤密(灰土桩，水泥土桩，二灰桩、DDC)、沉桩(预制打入桩、钻孔灌注 桩、大径扩底灌注桩、水泥搅拌桩)、化固(单液法，双液法，碱液法，水泥浆灌注法)和预湿等，这些方法与设计中基本防水，检漏防水和严格防水等不同的等级 以及施工中的施工防水等防水处理措施的结合成了黄土地基设计施工中的一个重要理念。黄土一般为粉质赫土或粉土，当用黄土直接作填料用于铁路建设当中时，其 压实性质、稳定性和水稳性均较难达到路基工程的要求，因此需将黄土进行改良填筑，其黄土改良方法主要是掺加水泥、石灰等掺和料，这样改良后黄土的强度、变 形特征、水稳性都会有大的改善和提高。黄土路基工后沉降评估
路基的变形一般可分为路基的工后沉降和路基的弹性变形及塑性变形两类。工后沉降为路基竣工开始铺轨后产生的沉降，它由路基本体的压密变形和地基的沉降变形 两部分组成。实测资料表明，当填料及压实度满足要求时路基填筑部分的压密沉降仅占填土高度的0.1—0.5%，且一般在一年左右即可完成，所以，路基工后 沉降主要是由地基沉降引起的沉降量。工后沉降的控制是路基上铺设无碴轨道的关键，在铺设无碴轨道之前，为保证路基的工后沉降和变形符合设计要求，必须对路 基变形作系统的评估。勘察设计阶段，可根据地质条件、土层物理力学参数、填土高度、地基加固措施、工期等计算总沉降量及工后沉降量，以便选择合理的地基加 固措施。由于地层的不均匀性、参数选取的精度、计算方法的局限性以及施工过程等因素的影响，设计阶段的沉降计算只能是一种估算，其精度难以满足客运专线标 准要求。因此，客运专线沉降控制必须根据施工期间和路基填筑完成或施加预压荷载后不少于6个月的观测期和调整期的实测沉降数据，采用数学方法对最终沉降 量、沉降速率、工后沉降量进行推算，借此确定铺轨时间。结语
由于黄土工程地质性质的复杂性，因此需要进一步结合区域黄土的地貌特征、成因、地层结构特征、物理力学性质和湿陷性特征对浸水试验工点湿陷性结果的差异性做出合理的解释和分析，为铁路建设的湿陷性问题提供可靠的数据支持以及处理方法。
参考文献：
［1］铁道科学研究院高速铁路技术研究总体组．高速铁路技术［M］．北京:中国铁道出版社，2005．
［2］周长江．高速铁路发展概况及展望［J］．建筑设计，2005．
［3］姜志武．高速铁路发展概况［J］．科技信息，2007．
黄土工程论文 第3篇
摘要：以陕西延安某风电示范项目为例，进行了湿陷性黄土地区的风电场岩土工程勘察的初步分析与评价。
关键词：湿陷性黄土；工程勘察；地基
随着能源与环境问题日益突出，风力发电作为可再生清洁能源的一种，日趋受到人们的重视。据统计，2015年，全球风电产业新增装机63013MW，同比增长22%。其中，中国风电新增装机容量达30500MW。
黄河中下游的陕北、陇中东部是我国黄土最集中的地区。黄土由于其自身特殊的工程性质，在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷变形所造成的危害。
1. 工程概述
该工程位于延安市东北约70Km处的延长县，海拔高程在1050m～1350m之间，属黄土丘陵地貌，场区地势较为开阔，呈波状起伏，适宜进行风电项目开发建设。
1.2 地层岩土构成及特性
延长县地处陕甘宁盆地东部，场地内出露的岩层主要为中生代三叠系中上统沉积岩，仅在深切河谷区出露，大部为Q3eol新黄土所覆盖。
根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）及《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004），依据拟建构筑物特点结合场地条件进行布置勘探点，升压站布置15个探井，每个风机位沿风机中心点对称布置2个探井。原则上，风机基础探井应穿透湿陷性黄土层。
根据现场勘察结果，结合区域地质资料，拟建场址区地层结构和岩性构成简单，勘探深度范围内，天然地层主要由第四系上更新统风积（Q3eol）新黄土、第四系中更新统风积（Q2eol）老黄土构成，分述如下：
第①层新黄土（Q3eol）：浅黄色～黄褐色、稍湿，稍密——中密状态，结构疏松，均匀，无层理，具垂直节理，夹少量白色条纹及钙质结核，零星分布，可见较多大孔隙及植物根系，层厚为6.2m～10.5m，普遍分布。
该层土具中等压缩性。浸水后具有自重湿陷性，湿陷程度轻微——强烈，工程性质较差。
第②1层湿陷性老黄土（Q2eol）：黄褐色——红褐色，以上部夹褐红色埋藏土壤层及下部夹灰白色钙质结核为主要特征，无层理，质地坚硬，可见少量孔隙，局部含大量钙质结核，呈稍湿、中密——密实状态，普遍分布。该层土具轻微——强烈湿陷性，具中等压缩性，工程性质一般。层厚为0m～5.1m。
第②2层老黄土（Q2eol）：黄褐色——红褐色，无层理，质地坚硬，含少量钙质结核，可见极少量孔隙，呈稍湿、中密——密实状态，普遍分布。本次勘探深度内未揭穿该层。该层厚度较大，层位稳定，根据区域资料，厚度一般在30m以上。该层土具中等压缩性，工程性质良好。
2. 地基评价
2.1 湿陷性评价
场地内广泛分布湿陷性黄土，在勘察所揭露的土层中，第①层新黄土，湿陷系数为0.005～0.220，自重湿陷系数为0.001～0.240，该层厚度在6.2m～10.5m，浸水后具自重湿陷性，湿陷程度为轻微——强烈，第②1层老黄土湿陷系数0.015～0.060，自重湿陷系数0.004～0.050浸水后具自重湿陷性，湿陷程度轻微——强烈，该层层厚0.5m～5.1m；第②2层老黄土湿陷系数0.001～0.014，浸水后不具湿陷性，该层厚度较大，层位稳定，根据区域资料，该层厚度一般在30m以上。依据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）附录A，本地区属陇东——陕北地区，因此β0按1.2取值。按天然地基计算，场地自重湿陷量△zs==42～266.8mm，按天然地基地坪以下1.5米计算，该场地的总湿陷量△s==165～536mm，按照《湿陷性黄土地区建筑规范（GB50025-2004）》中有关条款的规定，场地为自重湿陷性场地，湿陷等级为Ⅱ级（中等）。
2.2 天然地基评价
根据地基土的物理力学指标，结合场地附近已有的勘察经验，第①层新黄土具自重湿陷性，湿陷程度轻微——强烈，不宜作为天然地基，第②1层湿陷性老黄土呈中密——密实状态，中等压缩性，具湿陷性，第②2层老黄土呈中密——密实状态，不具湿陷性，是较好的持力层和下卧层，各天然地层土的地基承载力特征值及变形指标见下表一。
2.3 地基方案
由于第①层新黄土具自重湿陷性，湿陷程度轻微——强烈，其地基土承载力相对较低，承载力或变形指标不能满足设计要求，不宜作为天然地基，必须进行处理。根据场地实际情况，对于风机建议采用干作业钻孔灌注桩或人工挖孔灌注桩，以满足设计承载力要求和变形要求。干作业钻孔灌注桩桩径以Ф=400mm～600mm为宜，且尽量采用挤土工艺（如夯扩桩），人工挖孔灌注桩桩径以Ф=800mm～1000mm为宜，桩端持力层应穿透湿陷性黄土坐落在第②2层老黄土。设计单位设计时需考虑局部灰白色钙质结核层给施工过程中造成的影响。桩基础设计参数见表二，表中桩基设计参数仅供参考，设计时应考虑应因场地自重湿陷产生的桩侧负摩擦阻力引起的下拉荷载的影响，最终应以试桩结果为准。
3. 结论及建议
（1）拟建场地属于自重性湿陷场地，湿陷等级为Ⅱ级（中等），不宜作为天然地基，必须进行地基处理。
（2）风机基础建议采用桩基础，桩端进入②2层老黄土，升压站建议采用强夯或换填处理，抑或采用强夯结合换填的方法进行处理，设计和施工应按《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）及建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）进行。
（3）区内地质构造简单，无大型褶皱和断裂构造，地质构造因素诱发地质灾害的作用甚微。
（4）设计及施工时应做好地质灾害危险性的评估及预测。
（5）施工过程中应做好防排水措施。
（6）根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），依据本次勘察结果，场地类别为Ⅱ类，场地地基土为中硬土，场地为建筑抗震一般地段，延长县地震基本烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05g。
参考文献：
[1] 刘东生.黄土与环境[J].北京科学出版社.1985.
[2] 工程地质手册（第四版），中国建筑工业出版社.2007.
黄土工程论文 第4篇
关键词：供热管道,湿陷性黄土,管基,安全措施
0 引言
供热管网的直埋敷设与架空敷设、地沟敷设相比, 有着工程造价低、热损失小、节约能源及使用寿命长等优势, 所以成为了集中供热管网敷设方式的首要选择[1]。直埋供热管道的管基对于不同的地质有不同要求, 尤其对于特殊土质条件, 要进行特殊处理, 否则会给供热运行带来安全隐患。在太原地区, 湿陷性黄土分布比较广泛[2], 本文重点介绍湿陷性黄土地区管道基础的处理方法。
1 工程地质条件
太原市湿陷性黄土与中国其它地区湿陷性黄土的成因不同, 含砂质较多, 大部分干燥, 中等压缩性, 特殊区域具有高压缩性, 土质均匀, 厚度达2 m~12m, 最厚可达15 m[2]。
1.1 地貌与工程地质分区
管线路从地貌上看属于小起伏黄土。工程地质分区均属于太原盆地次稳定工程地质亚区。地勘探点高程介于834.07 m~845.51 m之间, 最大高差11.44 m。
1.2 场地岩土构成与工程特性
根据勘探揭露地层情况, 场地土在勘探深度范围内主要由新近堆积的杂填土与第四系全新统冲洪积的湿陷性粉土、圆砾构成。岩土构成描述如下:
a) 1层, 杂填土 (Q42ml) 。杂色。含大量砖块、炉渣、煤屑、水泥块及植物根等。不均匀, 松散。该层层厚介于0.70 m~1.80 m之间, 层底埋深介于0.70m~1.80 m之间, 层底标高介于832.27 m~844.01 m之间;b) 2层, 湿陷性粉土 (Q4al+pl) 。黄褐色。含云母、煤屑、菌丝及植物根等, 孔隙明显。稍湿, 稍密。具湿陷性, 湿陷性程度为中等;中等偏高压缩性。无光泽反应, 摇震反应中等, 干强度低, 韧性低。该层天然含水量平均值为12.3%, 天然孔隙比平均值为1.011, 湿陷系数平均值为0.029, 压缩系数平均值为0.313, 液性指数-0.50, 土质类型为干燥。标准贯入试验原始锤击数平均值为6.4击, 标准贯入试验修正锤击数平均值为5.6击。该层只于T2、T0处揭穿, 其余钻孔未揭穿。该层揭穿层厚介于1.70 m~2.00 m之间, 层底埋深3.50 m, 层底标高介于830.57 m~842.01 m之间;c) 3层, 圆砾 (Q4al+pl) 。黄褐色。含石英、云母、氧化铁铝等。稍密。颗粒级配差, 磨圆度好。该层只于T2、T0处揭露, 且均未揭穿。
2 岩土工程分析
2.1 湿陷性评价
根据GB50025-2004 湿陷性黄土地区建筑规范附录A, 该区属于Ⅳ山西-冀北地区。根据JTG D30-2004 公路路基设计规范, 该区属于Ⅰ东南区。土质为湿陷性粉土, 整体按非自重湿陷性场地考虑, 管基的湿陷等级为Ⅱ级 (中等) 。
2.2 各土层承载力值
结合地区及野外钻探的经验, 对各土层的承载力特征值进行综合确定, 确定结果详见表1各土层承载力特征值表。
千帕
2.3 各土层基槽工程设计参数
结合该区的工程勘察经验, 对各土层的粘聚力、内摩擦角进行综合确定, 确定结果详见表2各土层基槽工程设计参数表。
2.4 环境介质的腐蚀性评价
管道最大埋深在设计路面下4.0 m左右, 管道埋深范围内未揭露地下水, 对管道埋深附近土体对混凝土的腐蚀性评价。管道埋深附近土体对混凝土结构具微腐蚀性, 对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
3 影响管基的主要因素
a) 压缩及不均匀沉降。当管基由于上部结构的自重及附加荷载作用而产生过大的压缩变形时, 特别是超过管道所能允许的不均匀沉降时, 则会引起管道局部过量下沉, 对管道的薄弱环节, 如弯头、折点、三通等产生较大影响, 存在较大安全隐患;b) 强度及稳定性。当管基抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及附加荷载时, 管基就全产生局部或整体剪切破坏;c) 地震造成的管基土震陷及车辆的振动和爆破等动力荷载可能引起管基土失稳;d) 管基渗漏量或水力比降超过容许值时, 会发生水量损失或因潜蚀和管涌而可能导致管道破坏。
4 管沟黄土陷穴灾害原因
湿陷性黄土在漫长的沉积过程中形成了粒间接触点处盐分胶结的大孔隙骨架结构, 它具有颗粒架空排列和一定的联结强度, 从而使原状黄土较相同密度、湿度的重塑黄土具有更高的抗压和抗剪能力, 表现出突出的结构性和结构强度。但湿陷性黄土这种特殊的结构易遭受破坏, 一旦粒间或团粒间的固化联结键被破坏, 就会发生强度弱化、承载力降低、湿陷等现象。在管道施工过程中, 因管沟开挖扰动了原状土, 致使回填土的孔隙比增大, 且结构比原状黄土松散, 在雨水流动及自重作用下, 发生下沉而产生陷穴, 降水又顺着管道溶解浸蚀使陷穴逐渐扩大。造成管道出露、管沟底部沉陷和坍塌等使填土区陷穴灾害更加严重。
5 工程处理方法
从以上工程地质条件与岩土分析中可看出本工程主要的岩土工程问题是环境介质的腐蚀性、湿陷性黄土处理方案、管道基槽工程等共三方面。现分析如下。
5.1 环境介质的腐蚀性问题
由前述评价可知:管道埋深附近土体对混凝土结构具微腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。设计部门应根据管道的材料类型与腐蚀等级按照GB50046-2008 工业建筑防腐蚀设计规范对管道所用建筑材料采取一定的防护措施。
5.2 湿陷性黄土管基处理方案
道路工程场地在清除表层填土层后路基作用深度范围内 (路槽下80 cm) 土质所处的干燥状态为干燥。应对路基下0.5 m~1.0 m深度内的湿陷性黄土进行处理, 处理方法可选择重锤夯实、冲击碾压或换填灰土等方法进行压密、加固或换填处理。应对埋地的各种有水管道及其附属构筑物采取结构措施与检漏防水措施, 管基底部应换填30 cm的灰土垫层, 并控制其压实系数不小于0.95。
5.3 管道基槽工程
拟建管道最大埋深在设计路面下4.0 m左右, 管道埋深范围内不会揭露地下水。开挖深度内土层主要为湿陷性粉土及圆砾, 直立性较差, 应采取放坡开挖方式进行开挖, 放坡比例不大于1∶1。放坡不具备条件时必须采取有效的支护措施方可进行直立开挖。基槽开挖、支护、放坡所需的岩土工程参数可参考表2。
6 结语
湿陷性黄土的工程处理方法近年来得到了广泛应用, 取得了良好的效果, 了解湿陷性黄土的性质、发展机理, 对于实际工程有较大的社会效益和经济效益, 在保证安全的基础上可选择最佳处理方法。不只对于湿陷性黄土的地基处理, 对于指导施工过程也有很大意义。在施工中不断总结新经验, 采用有效的技术措施是保证工程安全经济的法宝。
参考文献
[1]王飞, 张建伟.直埋供热管道工程设计[M].北京:中国建筑工业出版, 2007:92-97.
黄土工程论文 第5篇
学习目标
1.能读图说出黄土高原的位置和范围，了解其地理位置的特点和意义。2.知道黄土高原是华夏文明的发祥地之一，举例说明“黄土风情”与黄土高原自然环境的关系。
3.认识塬、梁、岇、川等黄土地貌，了解千沟万壑的地表特征，知道黄土的成因及黄土高原的形成。
4.运用资料分析黄土高原水土流失严重的原因和危害，说明黄土高原植被、土质、降水、地形、河流等自然要素对水土流失的影响。
5.了解黄土高原环境综合治理的对策和水土保持的措施，培养正确人地观念。教学重点
黄土高原自然环境特征和独特的民族风情、黄土高原成因、严重水土流失的原因及对策 教学难点
黄土高原成因、严重水土流失的原因及对策 教学用具 PPT 课时安排 2课时
第1课时
教学过程
【新课引入】出示黄土高原图片，吸引学生注意，引入新课。【揭示目标】
1.能读图说出黄土高原的位置和范围，了解其地理位置的特点和意义。2.知道黄土高原是华夏文明的发祥地之一，举例说明“黄土风情”与黄土高原自然环境的关系。
3.认识塬、梁、岇、川等黄土地貌，了解千沟万壑的地表特征，知道黄土的成因及黄土高原的形成。【自学导航】认真阅读教材P23－27，你能独立解决下列问题！自学课文，搜集信息，解决下列问题。（将重点内容在书上画记号）
1.位置范围：东起太行山，西至乌鞘岭，北连内蒙古高原（大致以长城为界），南抵秦岭
2.地形特征：地表支离破碎，千沟万壑，水土流失严重。地表形成塬、梁、峁、川等黄土地貌景观 3.气候类型：温带季风气候 4.主要河流：黄河
5.文明摇篮：六七千年前出现原始农耕文明；四五千年前出现华夏文明；革命圣地 6.黄土风情：窑洞、信天游„„ 7.黄土成因： 【预习反馈】（略）【合作探究】
一、了解黄土高原富有地方特色的“黄土风情”，思考与自然环境的关系。（P25活动）1.窑洞： 黄土特性：直立性，不易崩塌，较干燥，易开挖。
气候特征：属于＿＿＿＿＿气候，降水集中在＿＿＿月份，降水较南方＿＿（多或少）2.信天游：（提示：与黄土高原的特征有关）
信天游的传唱之境，是一片广漠无限的黄色高原，这高原千沟万壑，连绵起伏，苍茫、恢宏而又深藏着凄然、悲壮；清峻、刚毅而又饱含着沉郁、顿挫。千百年来，黄色高原以自己的个性潜在地影响着陕北人的生活习俗，塑造了性格鲜明的高原文化，塑造了苍凉、宏壮而沉郁的信天游。
二、运用“风成说”解释地理现象（P27活动）
证据1：黄土就象冬季积雪以差不多的厚度覆盖在各种地形上。（风积）
证据2：自西北向东南，黄土颗粒越来越细。（物质来向）
证据3：黄土成份与基岩不同。（非本地）
黄土高原——世界最大的黄土分布区
黄土地貌： 【归纳小结】
师生共同梳理本节所学知识点，进行巩固深化。
【当堂检测】 地理填充图册 【课后反思】
第2课时
教学过程
【复习导入】复习黄土高原自然特征，自然引入水土流失，进入新课。【揭示目标】
1.运用资料分析黄土高原水土流失严重的原因和危害，说明黄土高原植被、土质、降水、地形、河流等自然要素对水土流失的影响。
2.了解黄土高原环境综合治理的对策和水土保持的措施，培养正确人地观念。【自学导航】认真阅读教材P27－31，你能独立解决下列问题！自学课文，搜集信息，解决下列问题。（将重点内容在书上画记号）
一、黄土高原水土流失严重的原因
（一）自然原因
（1）土质特征：黄土多为风积物，土质疏松，多孔隙，易溶于水。（2）植被特征：地表裸露，缺乏植被保护。
（3）地形特征：千沟万壑，支离破碎，地面坡度陡，易发生水土流失。（4）降雨特征：降水集中在夏季，且多暴雨。
（二）人为原因
（1）开发历史悠久，长期的过垦过牧，导致黄土高原生态环境恶化。（2）修路、采矿等活动破坏地表
二、黄土高原水土流失严重的危害（1）严重的水土流失，带走肥沃的土壤，使土壤肥力下降，加剧自然灾害，生态环境恶化。
（2）大量泥沙下泄，淤塞下游河床、水库，给防洪及河道整治造成巨大困难。
三、黄土高原水土流失严重的对策
要使社会、经济得到可持续发展，必须加强生态建设，改善环境。生物措施：＿＿＿＿、＿＿＿＿＿ 工程措施：＿＿＿＿、＿＿＿＿＿
【预习反馈】（见上面横线，略）【合作探究】
一、分析黄土高原水土流失的自然原因及其危害（P29活动）
1.水土流失与地表植被的关系
2.水土流失与土质、坡度、降水强度的关系 3.黄土高原水土流失与黄河治理的联系
二、了解黄土高原水土流失和治理
1.说说打坝淤地和林草护坡的作用。2.讨论退耕还林的作用。
三、结合武陵山的自然特征，说说我们可以为水土保持做哪些事？
【归纳小结】
师生共同梳理本节所学知识点，进行巩固深化。
黄土地上的女人 第6篇
侯登科一直有一个愿望：拍摄黄土地上的女人、回报给予他生命的女人、向自己的母亲和妻子致敬，但英年早逝的他没能看到自己的愿望实现。在他去世后的两年里，朋友们帮他实现了这个梦想——侯登科遗作展《黄土地上的女人》在北京展出，同时，《大众摄影》召集多位摄影人对此次展览进行了研讨，侯登科纪念文集《受难者的光荣》也于同期发行。
孤独的影像守望者
李江树
歌德在《浮士德》中写道：“整个世界都在改变，一切都在飞奔向前，而我却不敢违背诺言。”如果一个人割断历史总在改变，那就失去了他的意义。老侯一直坚守着自己的信念，他很孤独，但绝不是小资们那顾影自怜的孤独，他的孤独是说不出来的……孤独是人的本质，并不是什么坏事。
——摘自李江树在侯登科影像研讨会上的发言
影像中的女性
侯登科热爱生活。他懂女人，也很会拍女人，于是他的画面里就有了很多的女人：柔和的女人，温婉的女人，丰腴的女人，朗润的女人，沉郁的女人，干练的女人，可堪哀怜的女人。读着那些画面，我们就会想起《诗经》（幽风·七月）里描述的那种在春日下，妇女们采摘的景象。
女人在侯登科心中不是金丝雀，而是天然的朋友。他穿过女人的绿色的走廊，从女人那里体验生命的根相。与女人之间，无论是友情还是爱情，在侯登科那里，都是震动生命的整体流动。侯登科需要在精神上引领他上升的女性。情感、精神，抓住这两点，作为一个艺术家的侯登科才能存活。然而，又有多少人在一生中遇有这种欣幸呢？
拍摄中的自由
侯登科是为摄影而来到这个世界上的。他知道，拍照是感情和人性的视觉化,拍照还是一种指认，一种命名；而世上还有多少东西等待着他去指认和命名，他试图用纪念碑式的风格为农民造像。他从来不会去满足观众的窥视欲。他从来都是固守着自己的视觉经验和关于看的话语主导地位。他的图像中有一种“以本土文化为基础的对农耕时代人文图景的缅怀，也有一种确保不对称、不平衡和差异的机制“（米歇尔·福柯）。”
侯登科自己时常处于矛盾和两难中，“摄影最大的好处在于自由；你要自由？还是责任？”侯登科在这里指的自由不是一般意义上的自由，而是人应该达到的一种本质存在。侯登科——一个有文化的农民在拍农民，他自己对自己进行着剖析：“我惊异地发现，我也是个农民——一个醒了的农民。我的全部似乎都与这个最古老的符号有着血肉般的姻缘。我每一次告别的企图都引发的是连血带肉般的苦痛，我告别的利斧，每每砍在自己身上！因了这砍，超脱者见我庸俗、蒙昧，固守者见我邪恶、张狂，多情者见我无情，睿智者见我迂腐。然而我天生的禀赋注定我只能在自白中体验这砍的痛伤，我别无选择。”
回眸间的获取
南康宁
侯登科作为改革开放以后的摄影人，对农村的生活进行着探索，以全部生命执行着这件事情，没有半点儿戏的成分，并在拍摄农民生活中找到与自己心灵交汇的愉悦、自由！
——摘自南康宁在侯登科影像研讨会上的发言
看着《黄土地上的女人》，我就会惊叹侯登科对农民生存的体味之深，惊叹那精湛的瞬间切割之妙，惊叹那形象创造力的功力之深，惊叹他瞬间造型的果断利索。不是常年手不离相机，眼不离形象，脑不停思辨，如何来得这般老道！
他的作品具有丰厚的内蕴，不同历史时期、不同高度、不同文化品味的人看他的作品都能看出不同的东西。他的潜意识里对许多东西都存在怀疑和批判，比如“情节”、“典型”：是不是在摄影创作中一定要拍典型的东西，是不是一定要拍摄情节性强的东西，是不是要有非常明确的主题等等，他总在进行一种全方位的探索，总在对追求人性、追求本质等进行着一种尝试。我想他对“决定性瞬间”的理解和布勒松绝对不一样，他拍摄的瞬间总是非常独特的，比如要拍摄甲地到乙地，通常人们可能会拍摄甲地或乙地两个点，但侯登科很可能会拍摄甲乙间的过程，而且这种拍摄也会是一种回首之时的不经意的猎取，显出一种不规则，一种随意。就像眼前这幅甘肃通渭县抱着孩子为人指路的年轻妇女的照片，活脱脱一个农村的“蒙娜丽沙”看过之后，我有一种石破天惊、呼之欲出的震撼，浑身发麻。虽然很普通，但就这样一种瞬间，在别人看来可能根本不会关注，根本不会想到这种东西还可以入镜，而且入镜后还有那么深刻的意义！我想象着，侯登科发现这美，该有怎样的激动，准是咬牙屏气恶狠狠地按下快门，抖也不抖！
侯登科发掘了许多独特的形象，很多都是别人发现不了的。这些都源于他追求的是一种深刻的东西、钻透人的内心的东西。
走近老侯
闻丹青
认识老侯许多年了，每年也总有机会见一、两次面，通常是他来北京办事或在一些摄影的活动场合，但真正在一起交流的时间并不多。最长的一次是1990年春节，大年初二我从北京出发，直奔宝鸡与朋友们汇合，一直过了正月十五才各自返回。侯登科大醉赤沙镇就是那一次的故事。同行的几乎是陕西群体的全部主力，侯登科、胡武功、邱晓明、潘科、焦景泉、钟克昌等，陕西之外的除了我就是杨延康。一路上大家拍片、聊天、吃饭、睡觉，全没有刚刚经历了洗礼的北京城里那种凝重压抑的气氛，走在关中大地上，真有晃如隔世的感觉。在凤翔县逗留时，到老侯家吃了一顿他母亲做的臊子面，那味道一直留在记忆里，成为陕西风味的印象，但后来在大餐厅小饭馆街头摊档上再也找不到那种感觉。也就是那一天，看到了老侯身穿西服，没有胡须年轻漂亮的照片。
老侯去世后，朋友们总觉得应该做点什么。一个偶然的机会，李江树向我提议编一本纪念文集，于是见面的面谈，见不上面的打电话，与于德水、李媚、陈小波、高琴等约好共同来编辑一本纪念文集——《受难者的光荣》，由我执行具体的编务工作。全书分为“影像留下的意义”、“友情与往事”、“侯登科日记节选”、“致友人书信”和“对话录”五个部分，在怀念老侯的同时，我们希望为当代中国摄影史留下些真实、生动、具体的细节和资料，希望为有志于研究的人们提供些有价值的东西。摄影史的研究一直是摄影圈的弱项，研究的基础是占有大量史料，当大量摄影师的资料相对完备时，历史的发展便会露出端倪。
为了使读者对老侯有一个比较完整的了解，我们在书中附赠一张光盘，收入他已经出版的画册《侯登科摄影作品集》(1989年)、《麦客》(1999年)和《四方城》(1996年)中侯登科所拍摄的作品，李媚、范生平夫妇又从老侯留下浩如烟海的底片中扫描了几百幅，虽然未加整理显得有些杂乱，但从中似乎更能看出作者的拍摄状态。
编辑的过程更加了解了老侯，从书信和日记中，看到的是平时言谈话语之外的老侯；从朋友的怀念文章中，了解到许多生动的细节；从评论文字中，解读影像前后的老侯。本来计划编入几篇老侯撰写的理论文章，但由于篇幅所限只得割爱。
老侯出身农民家庭，他也多次提到自己是一个“农民”，读了他记述家事的一段日记，知道他家祖上少田地，主要依靠出租房屋，没有大量务农的劳作经验，他父亲入赘侯家及后来的变故，使一个缺少男性的家庭对他产生了巨大影响。这段回忆童年的文本大概是理解、认识、解读老侯的一个关键链环。
通过这本书，拍摄者可以从中得到借鉴，从主题的确立、拍摄的方法到进入的角度；研究者从中可以发现线索，找到老侯的摄影轨迹、陕西群体发展的脉络和中国当代摄影的历程。如果能够如此，就达到了我们努力的目标。
挑战传统－《黄土地上的女人》黑白照片的数码制作
金 兴
这次展览在制作上打破了传统与数码的界限，通过无数个一丝不苟的细节和爱普生打印机的完美配合，使得最古老的黑白遇到最现代的数码时迸发了活力。此次展览作品的底片是侯登科自1985年到2002年之间拍摄的135黑白负片，由于拍摄时间和保存条件的原因，很多底片都有不同程度的磨损、斑点、划痕，如果用传统黑白放大，很难达到理想的效果，这时，数码暗房的优势就发挥出来了。据北京爱普生影艺坊制作技师介绍，这次展览一共25幅作品，标准长度为1120×730mm，最大的一幅为1550×1050mm。考虑到展览效果的一致性，这次展览的所有作品都是出自一位技师之手，一共花费了一个多月的制作时间。
输入
这次展览的底片都是135型的负片，所以制作技师先在传统暗房里将作品手工全底精放成10英寸或12英寸大小的黑白照片，再将这些照片以LAB模式电分成375兆左右的数字文件，用这种方法电分的效果要比直接电分135负片的效果好，能够保存更多的影像细节和层次。接到数字文件后，要检查电分文件的数据量是否足够，图像是否清晰，有没有偏色、紫边等等，如果一切OK，就要开始作品修整工作了。
修整
首先，将LAB模式的图像文件转换成RGB模式；然后，对文件上的灰尘、划痕等硬伤进行修补处理；接下来，就要对照色鉴本由大范围向小范围地调整文件的色调、密度、饱和度和锐度了。在整个作品处理过程中采用的是苹果电脑和Photoshop 7.0图像处理软件，工具的选择则尽量避免使用“橡皮图章”和各种自动功能，以便减少像质损失。比如在修脏过程中，主要用“修补工具”使修改的痕迹过渡更加自然，而在色调和密度的把握上主要使用“色阶”和“可选颜色”来调整颜色上的偏差。另外适当调整亮度、对比度，最后再进行一定计量的锐化处理，这样就得到了一个可供大幅面输出的数字文件。
修整工作是非常细致和耗时的。大多数的调整都是针对非常细小的局部和细节来进行的。比如，制作技师会因为作品中主人公脚下那些堆积起来的豆荚是干的还是湿的、人物穿的棉裤是软的还是硬的等常人不太注意的细节上花费大量的时间去和策展人进行研究讨论，最后根据商议结果进行调整，通常一幅作品需要花费一整天的时间，有的甚至处理了三天。
输出
道路工程中黄土湿陷性问题分析 第7篇
关键词：道路工程,黄土,湿陷,分析
道路工程建设中黄土湿陷性问题的存在, 对道路工程整体质量形成了极为不利的影响。黄土在荷载条件不变情况下, 遇水会出现湿陷问题。对此我国相关部门与地质学家对黄土物理性质及力学特性进行深入研究。
1黄土湿陷性特点
黄土湿陷性是一种特殊的工程地质性质, 在荷载条件不变的情况下, 受水浸湿后结构容易发生下沉变化。引起湿陷的主要原因是黄土成分中的粉粒和矿物具有亲水性, 且具有大孔结构, 含水量小, 在干燥时承担一定荷重变形不大, 但渗水浸湿后, 土粒连接性能显著减弱, 会使土结构发生湿陷变形, 导致道路工程出现质量问题。黄土湿陷性会对建筑物、 道路、渠道、水库等工程造成破坏, 因此在湿陷性黄土地区进行工程施工时, 必须做好防水工程, 避免水渗入工程, 必要时还需要进行人工土质改良提高工程质量。
1. 1黄土湿陷性与含水量的关系
研究表明, 土壤起始含水量不同, 湿陷变形也不同。道路工程建设属于一个中长期工程, 工程施工过程中出现的干扰因素较多, 例如暴风雨、暴雪等自然因素。实际施工过程中, 若受长期暴雨影响, 雨水渗入黄土深层, 导致黄土湿陷变形, 进而影响整个道路工程的施工质量。总之, 在起始土壤含水量一定的情况下, 起始土壤含水量越小, 其饱和浸水后产生的湿陷量越大; 反之, 起始土壤含水量越大, 饱和浸水后产生的湿陷量就越小。因此在施工前, 可以假设土壤含水量最大, 提前采取科学措施或人工改良土质, 为道路工程整体施工质量提供充分保障。
1. 2黄土湿陷性与压力的关系
湿陷量的大小与土壤所承受的压强大小也有一定关系, 随着压强从小变大, 土壤湿陷程度会到达一个最大程度。通过对黄土湿陷性与压力之间关系的深入研究, 可探究出黄土湿陷性情况下荷重情况, 从而确保道路荷重设计的科学性和有效性。因此道路工程施工前, 进行黄土湿陷性与压力之间关系的实验, 可以明确道路在湿陷性情况下的荷重情况, 科学设计道路荷重情况, 避免土壤湿陷对道路工程形成不利影响。
2道路工程中黄土湿陷性防护措施
2. 1路堤填方中地基湿陷问题的防护措施
部分道路工程使用数年后, 发现地基与路堤发生分离脱开, 此现象属于黄土地基自重湿陷产生的病害, 其对道路运输与使用会形成极为不利的影响。 针对路基填方中的地基湿陷问题, 可以在道路施工过程中加以治理, 对于填方土壤土质进行严格控制。 如道路工程施工区域属于黄土地区, 就需要人工改良土质, 将经过改良的土壤作为填方土壤, 避免道路使用过程中黄土湿陷性问题的产生对道路使用安全形成不利影响。
2. 2道路路基湿陷性问题的防护措施
道路工程中路基湿陷性问题受多种因素影响, 例如地基允许沉降值、基础刚度、埋置深度以及地基承受的垂直压力等。随着我国公路建设规模日益扩大, 公路建设质量已引起全社会的广泛关注, 针对黄土湿陷性问题必须积极开展土质研究工作, 制定出科学的黄土建筑规范, 在道路工程施工中严格按照建筑规范进行施工, 确保道路工程质量。地基是道路工程的关键性组成部分, 直接决定道路工程整体施工质量, 因此必须通过对地基土质的研究, 采取科学措施, 确保路基施工质量。
2. 3道路边坡支护黄土湿陷性问题的防护措施
道路工程普遍采用的边坡支护为砌石支护、土钉支护等, 具有非常良好的防护效果。但道路边坡防护黄土具有湿陷性, 浸水后体积收缩, 出现结构变形, 导致护坡体和土体表面出现脱离现象, 对护坡体形成破坏, 使得护坡体无法充分发挥作用。因此, 在道路工程中必须注意锚杆、土钉范围内土体的应力松弛情况, 及时发现问题并解决, 使道路工程发挥其应有价值。
3结语
综上, 黄土湿陷性问题的存在会对道路工程质量形成极为不利的影响。因此, 为确保道路工程建设质量, 必须对黄土湿陷性问题进行深入研究, 最大限度规避黄土湿陷性问题带来的危害。
参考文献
[1]李志武.国道109线十七沟至清水河段湿陷性黄土地基的处治[J].内蒙古公路与运输, 2010, (5) :10-12.
[2]陈海军.兰州新区湿陷性黄土地基处理[J].西安科技大学学报, 2014, 34 (2) :204-209.
黄土增湿特性研究在工程中的应用 第8篇
在广泛总结前人关于湿陷性黄土的实验和研究成果的基础上, 提出影响黄土湿限的因素, 总结黄土增湿过程中强度和变形的规律和增湿效应对工程的影响, 最后提出工程中的治理措施。
1 黄土的湿陷因素分析
1.1 原状黄土的力学特性
由电镜分析[2]可知, 组成原状黄土颗粒的成份主要是单个的粉粒和由粘胶微细碎屑胶结成的集粒。除此之外, 还有少数片状和棒状颗粒, 这些单个的颗粒和集粒一般是颗粒问点接触, 但也有少数的面胶结接触方式。黄土中的孔隙包括根洞、虫孔、裂隙之类的大孔隙;骨架颗粒相互支架构成的中孔隙, 以及粘粒间的孔隙, 和存在于土体内起骨架作用的集粒内的孔隙构成黄土中的微孔隙, 黄土中颗粒的胶结物一般为碳酸钙, 石膏为集粒内部的胶结物。
因此, 黄土的结构可视为一个由单粒、集粒或凝块等骨架单元共同形成的空间结构体系。它的单元形态 (单粒的矿物碎屑与集粒或凝块) 确定了力的传递性能和土的变形性质, 它的连接方式 (点接触、面接触) 确定了土的结构强度, 它的排列方式 (大孔隙、架空孔隙、粒间孔隙) 确定了土的稳定性。单粒点接触、架空孔隙占优势的结构, 湿陷性大;集粒或凝块面接触、粒间孔隙占优势的结构, 湿陷性小。从而得到原状黄土的力学特性突显在结构性、欠压密性和湿陷性三个方面的相互关系上。
1.2 黄土湿陷性因素
黄土湿陷变形的结构理论认为由于黄土的结构特点使得黄土在力荷载和水荷载作用下发生变形和溃散, 颗粒发生新的配位和排列, 发生不同的湿陷变形;当黄土骨架颗粒间连接为非架空的镶嵌排列, 颗粒间连接的刚度和强度均较好, 骨架结构稳定, 在荷载和水作用下只有压密变形, 湿陷变形不显著, 即所谓的非湿陷性黄土。试验研究发现土样浸水湿陷后, 集粒粘结物的软化、溶解及颗粒之间连接的软化、破坏, 使之削弱了土颗粒连接的总强度, 使黄土颗粒分散化, 并在土中剪应力的作用下, 滑落到土体中的大、中孔隙内, 使土体结构急速崩溃, 造成湿陷。可见, 使黄土产生湿陷的原因虽然非常复杂, 但可归纳为内部和外部两种因素, 黄土的骨架颗粒形态、排列方式、孔隙特征和颗粒胶结形式等显微结构特征是内因;而土体中的吸力和非水稳定性胶结力的破坏及由此而引起的水稳定性胶结力和摩阻力的超载, 所导致的土体结构破坏, 则是黄土湿陷性的外因。
2 黄土在增湿时的特性研究
实际工程中, 遇到的问题大多是由于外因引起的特别是在黄土在增湿时强度和变形性质发生显著变化, 导致构筑物的失稳和破坏。
2.1 黄土在增湿时的强度特性
2.1.1 黄土增湿时的极限强度
通过对定西黄土的试验[1]可得, 极限强度和含水量的关系如表1。其中试验中的极限强度的取值为轴向应变ε1=15%时的偏应力 (σ1-σ3) f。
从表1中得到, 围压相同时, 随着含水量的增加, 极限强度在减小;含水量相同时, 随围压的增加, 极限强度在增加;表明黄土增湿时的极限强度是围压和含水量的二元函数。
2.1.2 黄土增湿时抗剪强度特性
由于工程中所涉及到的问题是非饱和黄土 (增湿程度不同) 。文[1]通过试验研究得到结论是非饱和黄土的抗剪强度具有自身独特的性质, 强度包线并不完全符合莫尔-库伦理论准则。强度包线是有两条直线组成的折线, 结构临界点前后两段表示了非饱和黄土两种不同的结构及变形形态。前段为土体发挥段, 基本上保持了其原有的结构特征, 破坏应变较小;后端为结构丧失段, 土体的内部发生了显著的改变。其抗剪强度可用下面表达式:
undefined
式中: ϕ1为结构发挥段的内摩擦角;ϕ2为结构丧失段的内摩擦角;σc为结构临界点的法向应力, 其他符号意义通常。
随初始含水量的增大, 黏聚力而迅速降低, 内摩擦角的变化不大。在增湿过程, 总应力指标始终小于响应的有效应力指标。, 有效黏聚力c′与初始含水量w可以拟合为指数函数:
c′=153.1e-0.1355w (2)
2.2 黄土在增湿时的变形特性
在原状土逐级增湿直至完全饱和下进行侧限压缩试验, 可以得到:当增湿含水量小于结构破坏起始含水量时, 黄土对水的敏感性很弱, 随含水量的增大, 不产生增湿湿陷或产生很小增湿湿陷;当含水量大于结构破坏起始含水量时, 黄土对水的敏感性很强, 含水量的较小增大也会引起很大湿陷[3,4]。
含水量和压力对黄土结构性影响明显, 使得初始含水量和增湿压力对增湿变形特性也有显著的影响。高压力处增湿湿陷性强, 低压力处增湿湿陷性小。增湿压力的影响在低初始含水量时要比高初始含水量时明显的多。同样增湿含水量下, 增湿变形随着初始含水量的增大而减小。
3 增湿效应对工程建设的影响
3.1 增湿效应基本概念
从上面的分析可以看到由于土中含水量的增加, 从而引起湿陷性的变化。这种变化一般称为“增湿过程”。把“增湿工程”中对黄土湿陷性的影响称为“增湿效应”。
另外, 增湿效应还与黄土的湿陷类型有关, 当土的饱和自重压力小于或等于湿陷起始压力时, 可定为非自重湿陷性黄土;当土的饱和自重压力大于湿陷起始压力时, 可定为自重湿陷性黄土;湿陷起始压力是指黄土在受水浸湿后, 开始产生湿陷时的相应压力。
3.2 增湿效应对工程建设影响
气候异常时期降水量的大小和延续时间, 场地岩土条件和地形条件, 大面积的地表水和局部地段的地表水入渗都会对增湿效应进程发生影响, 使得黄土湿陷性减弱和消失, 压缩性增大, 承载力降低, 部分和全部转化为饱和黄土。对已建成的构筑物, 由于增湿过程中容易产生地基的不均匀变形, 甚至导致破坏;对于即将建于其上的构筑物, 要预先准备好湿陷条件;当局部地段发生湿陷时, 形成了饱和黄土与湿陷性黄土并存, 使得湿陷性和压缩性都出现不均匀。
4 工程应用措施
工程师应该重视黄土增湿效应的不利影响, 注意分析、预测各种条件的变化, 用动态的观点和方法进行黄土湿陷性评价。面对工程中存在的黄土湿陷性问题, 只有在加以黄土增湿特性研究的基础上, 针对黄土增湿的特殊规律和问题, 才能提出合理有效的工程措施。
(1) 消除地基的全部湿陷量和部分湿陷量。可采用桩基、深基础等应穿透全部湿陷性土层;也可采用换土垫层、夯实、挤密等方法。采取哪种方法要进行技术经济评价。
(2) 采取积极可靠的防水措施。要做好总体平面和竖向设计, 保证整个场地排水畅通;要做好防洪设施;要保证水池类构筑物或管道与建筑物的间距符合防护距离的规定, 保证管网和水池类构筑物的工程质量, 防止漏水。
(3) 在构筑物的结构设计和施工中采取结构措施和防水措施相结合, 有效地控制的增湿效应。
(4) 在道路工程中要注意路堤的填方高度, 填方的高度影响土压力的大小, 要防止出现黄土路基和填土路堤分离脱开。
5 结论
(1) 黄土湿陷性的影响因素很多, 本文主要针对围压和含水量进行分析其对黄土湿陷性的影响。
(2) 黄土增湿时的极限强度是围压和含水量的二元函数。围压相同时, 随着含水量的增加, 极限强度在减小;含水量相同时, 随围压的增加, 极限强度在增加。
(3) 非饱和黄土的抗剪强度具有自身独特的性质, 强度包线并不完全符合莫尔-库伦理论准则。强度包线是有两条直线组成的折线。随初始含水量的增大, 黏聚力而迅速降低, 内摩擦角的变化不大。
(4) 当增湿含水量小于结构破坏起始含水量时, 黄土对水的敏感性很弱, 随含水量的增大, 不产生增湿湿陷或产生很小增湿湿陷;当含水量大于结构破坏起始含水量时, 黄土对水的敏感性很强, 含水量的较小增大也会引起很大湿陷。
(5) 在湿陷性黄土地区进行建设, 必须严格按基建程序办事, 并应根据湿陷性黄土的特点和工程要求, 因地制宜, 把消除湿陷变形作为先决条件, 采取以地基处理为主的综合措施, , 防止地基湿陷, 保证构筑我的安全和正常使用。
摘要：在总结试验及研究成果的基础上, 提出了黄土湿陷的影响因素, 总结黄土增湿过程中强度和变化的规律和增湿效应对工程的影响, 以此提出工程中的治理措施。
关键词：黄土,湿陷性,增湿,增湿效应,工程应用
参考文献
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[3]陈存礼.黄土的增湿变形特性及其与结构性的关系[J].岩土力学, 2006, 25 (7) :1352-1360.
黄土工程论文 第9篇
1 改良黄土填料室内试验
本次试验中,水泥改良黄土的试验掺量有三种,分别为3%、5%、7%,石灰改良黄土的试验掺量有四种,分别为3%、5%、7%、9%,现将界限含水率试验、无侧限抗压强度试验、压缩试验、干湿循环试验等方面的试验结果简述如下。
1.1 界限含水率试验
素土及改良黄土界限含水率试验的结果详见表1,从试验结果来看,石灰改良黄土的塑限、液限和塑性指数分别为12.82%~14.18%、28.82%~31.20%、15.90~17.02;水泥改良黄土的塑限、液限和塑性指数分别为13.4%~17.2%、26.0%~30.3%、11.4~13.1。黄土掺入石灰和水泥后,塑限有所降低,而液限和塑性指数较素土有所增大;相同掺量下石灰改良黄土和水泥改良黄土的界限含水率以及塑性指数相差不大。
1.2 无侧限抗压强度试验
试验中改良黄土的压实系数为0.95,分别开展了7d、14d、28d龄期的无侧限抗压强度试验,试验结果详见表2。各改良黄土无侧限抗压强度的对比详见图1~图3。分析上述图表来看,28d龄期四种掺量石灰改良黄土的无侧限抗压强度为371.2~577.2KPa;28d龄期三种掺量水泥改良黄土的无侧限抗压强度为1060.8~1937KPa,均超过了1000KPa。对比来看,相同掺量下水泥改良黄土的无侧限抗压强度均较石灰改良黄土大,为2.8~4.0倍。
1.3 压缩试验
压缩试验中试样的压实系数为0.95,试验龄期包括7d、14d和28d,压缩试验结果详见表3。各改良黄土压缩试验结果的对比详如图4~图6所示。分析上述图表来看,28d龄期四种掺量石灰改良黄土的压缩系数为0.061~0.076MPa-1;28d龄期三种掺量水泥改良黄土的压缩系数为0.037~0.047MPa-1。强度随掺量增加而增大,随龄期增加而增大。对比来看,相同掺量下水泥改良黄土的压缩系数均较石灰改良黄土小。
1.4 干湿循环试验
干湿循环后各改良黄土试样的强度损失详见表4,试验结果对比详见图7。从试验结果来看,四种掺量石灰改良黄土干湿循环后试样的强度损失率为34.8%~49.8%;三种掺量水泥改良黄土干湿循环后试样的强度损失率为5.2%~23.1%。对比来看,相同掺量下水泥改良黄土干湿循环后的强度损失均较石灰改良黄土小。
综合以上试验结果来看,相同掺量的水泥改良黄土较石灰改良黄土的工程性质普遍要好。
2 改良黄土路基实体试验
2.1 试验路基概况
依据改良黄土室内试验结果,在陕西省华阴市卫峪乡坪塬村开展了路基实体试验。试验路基填料所用的黄土取自附近正线路堑挖方路段,多为第四系上更新统冲积、洪积和风积(Q3)砂质黄土、黏质黄土和中更新统坡积(Q2)黄土,都属于C组填料。
试验路基长140m,高度为4.6m,其中基床以下路堤2.3m,基床底层2.3m,基床以下路堤采用8%的石灰改良黄土填筑,基床底层采用5%的水泥改良黄土填筑,路基横断面详见图8(图中基床表层级配碎石未施工)。基床底层施工完成后,填筑预压土进行堆载预压,预压土的高度为3m,该高度为无砟轨道路基上的轨道和列车荷载换算土柱的高度,其中列车荷载按“ZK-活载”考虑,为了便于施工将预压土满铺于路基顶面,坡率为1:1[5,6,7,8]。试验路基共设了9个观测断面,断面编号为断面1~断面9,各断面均采用CDI-100型多点组合式沉降观测仪对路基进行分层沉降观测。
2.2 试验路基本体压缩沉降量分析
试验路基填筑完成后3个月,路基本体的压缩沉降量统计详见表5。
(单位:mm)
分析表5可得:
1)路基填筑完成后3个月,路基本体的压缩沉降量为0.0~5.0mm,平均3.0mm,仅占路基填高4.6m的0.65‰。其中基床底层压缩沉降0.0~2.5mm,平均1.3mm,占基床底层总厚度2.3m的0.57‰。基床以下路堤压缩沉降0.0~3.0mm,平均1.7mm,占基床以下路堤总厚度2.3m的0.74‰。
2)堆载预压条件下的沉降观测结果表明,路基本体压缩沉降在路基填筑完成后3个月时间内已经完成,其工后沉降基本为零。说明采用5%的水泥改良黄土填筑基床底层、8%的石灰改良黄土填筑基床以下路堤的路基填筑方案完全能满足高速铁路对路基工后沉降的控制要求。
3)堆载预压条件下,路基本体的压缩沉降量为0.0~5.0mm,沿纵向比较而言,路基本体的压缩沉降量虽然在不同区段存在一些差异,但总的来说,路基本体的压缩变形还是比较均匀的,由此说明路基沿纵向的压实度是基本一致的。
3 结论
1)黄土掺入石灰或水泥后,塑限有所降低,而液限和塑性指数较素土有所增大。
2)28d龄期3%、5%、7%、9%四种掺量石灰改良黄土的无侧限抗压强度为371.2~577.2k Pa;28d龄期3%、5%、7%三种掺量水泥改良黄土的无侧限抗压强度为1060.8~1937k Pa。无侧限抗压强度随掺量增加而增大,随龄期增加而增大。
3)对比无侧限抗压强度试验、压实试验与干湿循环试验的结果来看,相同掺量的水泥改良黄土均较石灰改良黄土的工程性质好。
4)堆载预压条件下,路基填筑完成后3个月,路基本体的总压缩沉降为0.0~5.0mm,平均为3.0mm,仅占路基填高的0.65‰。该沉降在3个月时间内已经完成,其工后沉降基本为零。说明采用5%的水泥改良黄土填筑基床底层、8%的石灰改良黄土填筑基床以下路堤的路基填筑方案完全能满足高速铁路对路基工后沉降的控制要求。
参考文献
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新意法在黄土隧道工程中的应用 第10篇
新意法 (岩土控制变形工法) 是在围岩的压力拱理论和新奥法施工理论的基础上提出来的, 该方法是通过对岩体分类来确定超前支护措施和支护参数的设计方法, 其核心思想是通过调节超前核心土的强度和刚度来控制岩体的变形。该方法在欧洲一些国家的大型隧道项目中被广泛采用。
地下洞室的长期和短期稳定与拱效应的形成之间有着密切的联系, 而拱效应是否形成以及形成拱效应的位置取决的唯一因素是岩体对开挖的变形响应。在此种认识的基础上, 通过对1 000多例隧道的研究形成了新意法。
新意法通过三个阶段的研究得到以下结论, 同时也是该方法的核心思想:1) 掌子面挤出变形和未开挖围岩预收敛变形发生在前, 洞周收敛变形发生在后, 前者是后者发生的真正原因。因此隧道塌方也一般是由超前核心土的滑动引起的。2) 超前核心土的变形大小取决于其强度和刚度, 因此可以通过调节其强度和刚度控制其变形, 进而控制隧道的洞周收敛变形, 从而确保隧道的长期稳定。
2 黄土隧道工程地质特点及常见病害
黄土具有大孔隙性、普遍存在有垂直节理和管状孔道, 天然含水量时强度较高, 能维持很高的垂直边坡, 但遇水时土颗粒崩解。黄土由于垂直节理发育, C, Ф值较低, 自身稳定性极差, 大跨度隧道在开挖后暴露很短的时间经常发生坍塌、掉块, 严重影响施工安全。隧道穿越含水量较大的饱和黄土软弱围岩段时, 由于土体含水量大, 在隧道开挖过程中很可能出现掌子面外挤大变形导致洞顶塌方, 塌方发生一般比较突然, 塌方影响面积一般较大, 严重时塌方可延伸至地表, 在地表产生大的陷坑。由此可见黄土隧道开挖后围岩不能形成拱效应, 成洞效果差, 围岩处于松弛状态, 变形大, 隧道不能稳定, 新意法将其定为C类应力应变行为 (不能形成拱效应) 。
由于黄土的特殊围岩地质条件, 给公路工程建设带来了较大的难度, 隧道工程建成后病害较多。通过对甘肃省土家湾、白虎山、赵家楞杆、新庄岭、泉沟岘、青土岘、静宁、卧龙、老君、太平等多座已建成及在建隧道进行调查研究, 黄土隧道施工中容易出现:1) 围岩大变形;2) 掌子面外涌坍塌甚至引起冒顶;3) 隧道洞顶地表产生平行于洞轴线裂缝, 破裂角10°～15°的卸荷裂缝等问题, 甚至发生地表塌陷, 严重影响隧道施工安全。隧道成洞后运营阶段病害主要有以下几种:1) 隧道沉降量大;2) 拱顶、拱腰纵向开裂;3) 衬砌渗漏水严重;4) 地表开裂;5) 路面起鼓、纵向开裂。
3 黄土隧道传统施工工法及特点
3.1 双侧壁导坑先墙后拱法
隧道在穿越Ⅵ级黄土围岩及Ⅴ级黄土围岩浅埋段 (围岩不稳定段) 时, 由于开挖跨度大、黄土自身稳定性差, 因此对地表下沉及围岩变形有严格的要求, 施工可采用双侧壁导坑先墙后拱法。按照①侧壁导坑开挖、②侧壁临时支护、③浇筑一次衬砌混凝土边墙及仰拱、④拱部上弧导坑开挖、⑤浇筑拱部一次衬砌混凝土、⑥开挖核心土、⑦下部开挖、⑧浇筑仰拱及仰拱填充、⑨拆除侧壁临时支护、⑩模筑二次衬砌 (全断面) 的顺序作业。这种施工方法安全可靠, 开挖断面小, 开挖与衬砌紧跟, 对地层破坏小, 采用先墙后拱衬砌整体性好, 预留核心土支撑能够抵抗较大的围岩压力, 很大程度上减少拱顶土体开裂、拱部下沉及拱腰土体坍塌, 能够减少黄土隧道成洞后地表开裂及沉降问题。由于双侧壁导坑法施工环节较多, 工序繁杂, 施工周期较长, 施工进度每月在15 m以内。
3.2 台阶分部先拱后墙法
隧道在穿越Ⅴ级黄土围岩深埋段 (围岩稳定段) 时, 施工可采用台阶分部先拱后墙法。按照①拱部上弧导坑开挖、②浇筑拱部一次衬砌、③上台阶核心土开挖、④开挖下部、⑤浇筑边墙混凝土、⑥浇筑仰拱及仰拱填充、⑦模筑二次衬砌 (全断面) 的顺序作业。采用这种施工方法工作面多, 施工进度快, 机械化程度较高, 核心土及下部支撑在拱部一次衬砌保护下进行, 月进尺可达90 m。采用台阶分部先拱后墙法在开挖下边墙及仰拱下台阶开挖时, 已施作的上拱圈沉降、边墙会产生比较大的收敛, 引起地表沿隧道轴线纵向开裂。由于此方法开挖断面大, 在施工时需要预留足够的核心土体, 施工应采用左右跳槽式开挖, 并加强临时支撑的设置, 否则将会产生掌子面外涌坍塌甚至引起冒顶, 施工安全度并不高。
4 卧龙黄土隧道工程实例
4.1 隧道施工情况
当隧道开挖至SK244+695～SK244+730段时, 黄土围岩含水量增大, 土体含水量达30%以上, 属饱和黄土Ⅵ级围岩, 施工时掌子面有涌泥, 核心土变形大、局部段落外挤, 地表产生裂缝和塌陷, 由此可见该段围岩条件极差。
4.2 处治方案设计及具体参数
隧道施工现场出现的问题, 完全吻合新意法的分析, 核心土变形大、局部段落外挤为掌子面挤出变形, 而地表产生裂缝和塌陷则是未开挖围岩预收敛变形牵引的结果。因此我们采用新意法的理念, 在监控量测数据分析的基础上, 对隧道衬砌结构支护参数及施工工法进行动态设计。
4.2.1 超前预注浆承载拱
超前预注浆承载拱具备两个功能:加固围岩和环周防水功能。因此, 通过结构分析计算, 在隧道衬砌结构轮廓线以外3 m范围内形成预支护, 与钢支撑、锁脚钢管等形成联合支护体系, 作为临时支护结构, 是有效的辅助施工措施, 可以在隧道开挖后至洞内支护结构产生支护作用前的时段内支撑临空的土体, 从而维持开挖面的稳定;拱墙部采用超前预注浆及仰拱下水平旋喷桩对浅埋段黄土松软地层进行加固, 提高了原有土体的承载力, 形成的注浆加固圈将起形成一个大的“承载拱”的作用, 作为永久支护结构和隧道衬砌结构共同承载围岩压力, 提高了隧道施工及结构安全性。超前预注浆及水平旋喷桩作为环周帷幕止水圈, 有效地增强了隧道防水性能, 降低了施工、运营阶段水对隧道结构产生的危害, 提高了隧道工程结构的安全可靠度。
SK244+695～SK244+730段隧道拱墙部外环采用8 m长ϕ89×6大管棚注浆加固 (见图1) , 搭接长度不小于3 m, 每环40根, 要求端部进入稳定土体2 m～4 m;内环每榀环向设61根6 m长ϕ42×4小导管注浆, 外插角45°与30°交错布置, 要求在拱墙外环形成厚度不小于4 m注浆加固区。注浆采用水泥+水玻璃双液注浆, 水泥采用425号硅酸盐水泥, 水灰比1∶1, 水玻璃用量为水泥量的5%, 模数n=2.4～3.4, 波美度为30 Be′～40 Be′, 注浆压力不大于2.5 MPa, 具体参数可根据实验进行调整。注浆结石体3 d强度须达到2.5 MPa。树根桩加固注浆孔直径15 cm, 扩散直径40 cm, 孔深3 m, 横向间距为60 cm, 纵向间距为75 cm。
4.2.2 掌子面水平旋喷桩加固
通过经济技术比较, 卧龙隧道采用水平旋喷桩对掌子面 (超前核心土) 进行加固, 隧道施工方法由双侧壁导坑法调整为单侧壁导坑法。
掌子面核心土部位采用ϕ70 cm水平旋喷桩加固 (见图2) , 桩长15 m, 间距1 m×1 m, 呈梅花形布设。施工参数:钻杆钻进速度0.25 m/min～0.35 m/min, 钻轴转速70 r/min～120 r/min, 水泥浆配合比mC∶mW=1∶0.7, 每延米水泥用量根据实验确定, 钻杆每节长3 m, 外径为50 mm, 旋喷钻头外径90 mm, 喷射头单孔孔径2 mm, 旋喷压力20 MPa～25 MPa。
4.2.3 监控量测
施工过程中除了加强了地表沉降及开裂、洞内拱顶下沉及拱脚收敛变形等常规量测外, 还增加了掌子面的挤出量测。挤出量测的测试方法是在掌子面上插入一个滑动千分尺, 通过千分尺读出各点的位移情况即为挤出变形。量测中能得到挤出变形量与时间的关系或与掌子面掘进的关系。通过量测数据可以判断掌子面—核心土的实际类别是否同预测一致, 如果挤出变形为0, 则稳定;如果挤出变形在减小, 则短期稳定;如果挤出变形增大, 则不稳定。
5 应用新意法的意义
摘要：在新意法理论研究的基础上, 借鉴新意法的理念, 对黄土隧道采用全断面预加固工法, 对提高施工安全度、加快施工进度、增强结构耐久性、稳定性具有重大的工程实际意义, 结合平定高速公路卧龙隧道Ⅵ级围岩饱和黄土段施工, 采用超前预注浆承载拱、掌子面水平旋喷桩技术, 取得了较好的效果。
关键词：新意法,黄土隧道,预加固
参考文献
揭开黄土的秘密 第11篇
黄土不是中国所特有的，在世界上其他地区也有分布。但是，中国的黄土最具典型性。中国的黄土分布最广，地层最全，厚度最大，而且有独一无二的黄土高原，黄土覆盖最厚的地区厚度可达180米。在这片区域内，有着中国五分之一的耕地面积，生活着2亿人，他们的衣食住行无不与黄土息息相关。那么，中国的黄土是怎么形成的？近代以来，随着地质科学的不断发展，人们对黄土成因的认识形成多种学说，最著名是“水成说”“风成说”“残积说”“多种成因说”和“新风成说”。
水成说：水带来了黄土？
最早研究中国黄土的欧洲人是德国地质学家庞培利，他也是黄土成因“湖积说”的最早提出者。
1864年，庞培利受清政府邀请，调查中国西北煤田。几年后，庞培利任哈佛大学采矿学教授，并发表了在中国以及中亚考察的成果。庞培利是“水成说”的先驱和代表人物，他认为中国的黄土来自黄河携带的泥沙，后流入淡水湖泊，慢慢在湖泊中沉积形成。这个想法的提出，可能和他观察到黄河携带大量泥沙有关。但是，提出这个观点不久后，庞培利自己认为这个提法不够详细准确，证据不足，改为中国黄土的形成与岩石风化有关。但无论如何，庞培利开了“湖积说”的先河。
金斯密尔是另一位研究中国黄土的欧洲学者，他认为中国黄土是因为海水作用而成，是“海成说”的代表人物。金斯密尔是英国地质学的先驱，曾在中国考察，业余时间还是一位多产的汉学家，曾经翻译过中国的《道德经》。在和英国著名博物学家赫胥黎讨论后，金斯密尔认为，中国黄土区域曾经是一片汪洋大海，黄土物质在海洋中不断沉积，后来在地质作用下逐渐隆起而成。金斯密尔曾在长江下游和大运河北段做过考察，也曾考察过山东和四川的煤矿，还在中国居住多年。或许通过对考察区域的了解，他提出了“海成说”的观点。但毕竟金斯密尔没有真正到过中国西部干旱半干旱的黄土高原地区，所以他的观点论据不够充分。
风成说：天上掉下的“尘”是黄土？
早在我国汉代，班固在《汉书》中就有对黄土的记载：“大风从西北起，云气赤黄，四塞天下，终日夜下，著地者黄土尘也。”从该段文字可以看出，天上掉下的“尘”是黄土，而且这种“尘”是由风从西北方向带来的。在元朝（1287年），中国史书记载了一次持续时间很长的尘暴天气，很多家畜被尘土所埋而死亡：“雨土七昼夜，没死牛畜。雨土……深七八尺。”可以看出，中国古人已经意识到黄土和大风有着密不可分的关系。但是，真正把黄土的形成原因与风的作用科学地联系起来，是在近代科学产生之后。
1933年，中国地质学会召开会议，纪念一位德国地质学家诞辰100周年。著名地质学家翁文灏在这次纪念会上说：“今日中国学者所刊之报告中，往往不提李氏之名，此并非由于数典忘祖，实因李氏之功绩尽人皆知，自无庸屡屡提及。”翁文灏所提的这位名为李氏的德国人，就是李希霍芬。他是中国黄土“风成说”的最早提出者和代表性人物。
1860年，李希霍芬应邀随同德国经济使团前往东亚考察，还于1861年到达上海，但是因为清政府的限制，他未能进行任何考察活动。
1868年，李希霍芬再次来到中国，这一次他精心设计了7条考察路线，在4年时间内，考察了中国18个省区。他在考察过程中，记录了大量野外地质资料，采集了大量的化石、岩矿标本；绘制了考察地区的地形图、素描图、地质图和地层剖面图等。
李希霍芬在对华北、西北的调查中，提出了中国黄土成因“风成说”。李希霍芬认为，中国的黄土分布在半干燥的草原地带，有两个特点：一是和内陆水系的多荒漠盆地相邻，二是附近都有高山。黄土物质的来源，就是附近山地和岩石风化后的产物。搬运黄土的动力，首先是风，其次是流水。风化物质在风力作用下，被搬运到凹地草原上，草原上生长的植物将其固定下来，逐渐增厚，形成黄土，这种黄土是原生黄土；原生黄土经过流水再次搬运形成了次生黄土。
李希霍芬认为，当黄土沉积时，中国北方是一个复杂的草原盆地，边缘有高耸的岩石、裸露的山岭，气候寒冷而干燥，并且常常有频繁发生的猛烈大风，这些都利于黄土的形成。黄土的土层深厚，物质均一，不具层理，发育有垂直节理和钙质结核，这些成为李希霍芬“风成说”的有力证据。
李希霍芬经过实地考察，对黄土性质有一定了解，但是对黄土的复杂性了解不够，有些地方难免臆断。不过，在当时黄土资料缺乏的情况下，李希霍芬的学说得到了广泛的承认，流传许久。
残积说和多成因说
除了以上学说外，对黄土成因的认识还有“残积说”。苏联自然地理学家贝尔格（1875～1950）在1916年提出了黄土是风化作用和成土作用的产物。“残积说”与“水成说”“风成说”最大的区别在于，该学说认为黄土是在原地生成的。贝尔格认为，黄土和黄土状岩石是在原地风化和成土作用下及干燥气候条件下生成的。1947年，贝尔格又补充了他的黄土残积生成理论，认为黄土是在干燥地带，由富含碳酸盐的各种细粒的岩石经过风化作用和成土作用形成，经过冲刷作用的冰碛物也是形成黄土的母质。由于岩石发生破坏，孔隙度增大，同时加上生物的活动，孔隙度更增高，经过此地质作用形成黄土。
美国地质学家维理士和中国地质学家张宗祜都认为黄土的成因有很多种，提出了“多成因说”。1903年，维理士对中国黄土进行了考察，并在回国后著有《中国的研究》一书，他认为中国的黄土粉尘物质是风成的，但是搬运这种粉尘的营力主要是河流和洪流，他的学说被称为“风成-冲积说”和“风成-洪积说”。张宗祜认为，中国的黄土是多种地质营力（包括残积作用、坡积作用、冲积作用、风积作用、冰川作用）作用堆积，并在相似的气候条件下，经过地质作用形成。它的物质来源于区内和邻近地区的早期堆积物和基岩风化碎屑物。
新风成说：最终揭开了黄土形成之谜
“新风成说”是目前最主流的黄土成因学说，得到了学界广泛的承认，它的提出，基本平息了170多年的黄土成因之争，最终揭开了黄土形成之谜。
我国地质学家、中科院院士刘东生（1917～2008）提出了黄土“新风成说”。这个学说是在吸收前人的“风成说”的基础上发展形成的。通过实地科学考察、采集样品在室内细致分析，刘东生得出结论：黄土是风成的，是西北地区戈壁、沙漠中的细粒物质被风吹到黄土高原堆积而成的。黄土和古土壤都是在风力作用下、气候环境变化的条件下形成的，它们形成时处于一种干旱的气候环境。
黄土“新风成说”在三方面突破了以前的学说。
第一，概念扩展。以前的“风成说”只强调黄土的搬运作用，“新风成说”则对黄土物质来源、搬运过程、搬运时的风力情况、沉积时候的环境面貌，以及沉积以后的变化等全过程进行了阐述，形成了一套完整的理论。
第二，时代延伸。过去的“风成说”认为，黄土高原顶部黄土沉积（又称马兰黄土）是风成的，刘东生则证明黄土高原整个第四纪（在地质年代中，第四纪是新生代最后一个纪，包括更新世和全新世，下限年代距今约250万年）的沉积都是黄土，将风成作用从黄土高原顶部（大约7万年）拓展到整个黄土序列（约250万年）。
第三，空间细分。约在11万年前至公元前9700年之间，第四纪更新世内发生了一次冰河时期，这是距今最近的冰期，被称为末次冰期。刘东生的研究发现，在末次冰期内生成的马兰黄土堆积厚度自西北向东南逐渐减小，而黄土厚度沿着冬季风方向（西北方向）逐渐变薄。除此之外，刘东生还发现，黄土的颗粒自西北向东南逐渐变细，并据此将黄土分为砂黄土、黄土和黏黄土三个带，黄土颗粒的组成向下风方向变细，这些均是黄土风力搬运的有力证据。
刘东生的研究结果说明，黄土沉积过程和我们现在看到的沙尘暴一样，是逐渐从沙漠里搬运出来，在黄土高原慢慢沉积下来的，也就是说黄土是几百万年来一次次沙尘暴的叠加，它的沉积过程同时记录了环境变化的信息。
“新风成说”不仅最终解决了黄土形成的难题，还从250万年的黄土沉积中获得数据，建立了完整的陆相古气候记录，为全球气候变化研究奠定了基础。
黄土工程论文 第12篇
1 渠道工程湿陷性黄土地形处理方法
1.1 垫层法
在渠道工程湿陷性黄土地形中有一种很简单的处理方法就是垫层法, 它主要就是将渠道中湿陷的部分黄土进行清除, 然后再用灰土进行填充, 这就是最基本的垫层。这种垫层的方法不仅能够减少湿陷的黄土部分, 还可以让地基的变形情况有所好转, 让渠道的承受能力逐渐增强。关于垫层的设计, 要考虑到实际的情况而决定垫层的厚度、宽度、压力系数等等。用垫层的处理方式来解决湿陷性黄土的问题, 就是为了有效的满足渠道对地基稳定性的把握, 满足渠道工程发展的需求。
1.2 强夯法
强夯法主要就是使用一些重量级的重锤等对地基进行重击或振动, 从而提高地基的压实度, 让土壤减少液化振动。这种方法主要就是利用给地基加固的原理来实现的, 强夯法在物理学中就是指的给地基增加一个冲击力量, 使得土壤发生物理变化, 这就是让土体结构发生变化的一种方式, 并且这种方法还能让排水量以及触变慢慢有所改善。这种强夯法会提高地基的强度以及孔隙的密度。
1.3 挤密桩法
挤密桩法适用于地下水位的湿陷性黄土, 在实施这种方法时, 一定要注意按照设计方案一步步的施行, 比如说布置桩孔的位置, 并且还要保证桩孔的成型, 然后再将素土填入到黄土中含水量最丰富的位置, 分层填充直到达到设计的高度为止。在实施挤密桩法的过程中会使得桩体对土地造成挤压的作用, 而这种作用力正好可以增加土壤间的密度, 让地基变得更加科学。
1.4 预浸水法
预浸水法就是指的在修建工程之前对湿陷性黄土进行大量的灌水, 这灌水的原因就是可以让黄土在受到重力的同时也让湿陷紧密程度增大, 这样就使得地基地陷的部分有所好转。这种预浸水法不仅可以将地基形变有效的减缓, 提高地基的承受能力;而且还能让湿陷性黄土因受到重力影响的土地有所好转。而这种预浸水法一般适用在厚度比较大、湿陷性比较大的黄土地基, 可是这种方法有一个不好的效果就是它容易让周围地基开始出现下沉开裂的情况, 从而形成很多的空洞, 而空洞跑水就会对建筑物造成很大影响, 因此, 这种方法就应该在比较空旷的地域使用, 这样才能避免产生大量空洞的现象。
2 强夯法与挤密土桩法施工因素对比
2.1 强夯法
这种方法在实际工程中运用十分广泛, 而关于影响夯实的因素有以下2点:
2.1.1 含水量
含水量是确认土壤湿度的物理标准, 一旦土壤的含水量有明显的变化, 这就会导致土壤强度的变化。而在湿陷性黄土之中, 含水量一般都比较小, 因此在强夯的过程中, 对于那些加固饱和土地来说, 就不会出现空隙中水分扩散的现象, 这也是强夯施工的优势。
2.1.2 孔隙
在强夯法中就是将松散的黄土变为紧密黄土的过程, 所以说孔隙比在土壤结构中是很重要的。由于在湿陷性黄土中, 天然的含水量较小, 所以在强夯法的作用下, 土壤的孔隙度就会大大减小, 紧实度也会有所提高。而在实施强夯处理后, 土壤在密实情况上就会有所好转, 并且空隙体积也会大大减小以及土壤饱和度也有了明显的提高。
2.2 挤密土桩法
挤密土桩法主要就是以下几个注意事项:
2.2.1 处理范围
在这种方法中基地面积一定要大于建筑物层面积。使用整片处理时, 如果处理面积大于建筑物外墙基础部分外缘宽度, 那么超出的每个边都要大于基层宽度的1/2。
2.2.2 处理深度
地基处理深度一定要符合国家规定, 无论是在工程建设要求、处理场域的土质情况还是成孔设备等都必须要和国家规定相符。
2.2.3 桩径
在设计桩径的时候就要注意到它的大小, 无论桩径是过大还是过小, 都会影响到处理效果, 如果桩径过大, 就会导致土壤紧密度不够, 增加了成孔的要求;如果桩径过小, 就要增加桩数, 工作量也会大大增加。
2.2.4 桩距
桩距和挤密效果是有很大关联, 要想土壤紧密度有所提高, 需要在实施处理过程中有很精确地桩距。
3 结语
湿陷性土壤如果不能够正确的处理就会造成一些不必要的危害, 现在的南水北调工程是很重要的水利工程, 所以处理好湿陷性黄土的问题就是一个势在必得的任务了, 根据上面所述, 可以知道在湿陷性黄土处理方法中最好的2种方法就是强夯法和挤密土桩法。
参考文献
[1]白俊平, 左建, 阎涛.湿陷性黄土处理的探讨与研究[J].中国勘察设计, 2012 (1) :71-74.
[2]杨旭辉, 徐晓雷.湿陷性黄土地区工程设计与施工措施[J].科技创新导报, 2009 (28) :129.
