黄土沟谷区高填方地基变形及稳定性研究

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1、分类号:P64210710-2014026016博士学位论文黄土沟谷区高填方地基变形及稳定性研究吴凯导师姓名职称倪万魁教授申请学位级别工学博士学科专业名称地质工程论文提交日期2018年4月6日论文答辩日期2018年6月5日学位授予单位长安大学Researchondeformationandstabilityofhigh-fillingfoundationinLoessGullyRegionADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorCandidate：WuKaiSupervisor：Prof.NiWankuiCh

2、ang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年月日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论

3、文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：年月日导师签名：年月日摘要黄土丘陵沟壑区是黄土高原面积最为辽阔的地貌区，地质条件复杂。随着西部大开发的不断深入，各项基础设施建设正在西北黄土高原地区展开，区内可利用的土地资源短缺，“削山填沟造地”等大规模黄土挖方填方屡见不鲜，这样深挖高填势必会引发许多岩土工程问题，必须给予足够重视。本文以延安黄土沟谷区高填方工程为依托，针对黄土填料的物理力学性质与微观结构变化、黄土沟谷区高填方地基的沉降变形规律和高填方边坡变形与稳定性、黄土高填方地基沉降计算、工后沉降预测以及高填方地基

4、分层填筑体沉降机理开展了研究，主要研究内容和成果如下：（1）通过室内基本物理性质试验、直剪试验和高压固结试验，得到了黄土填料的物理性质和强度参数。利用环境扫描电镜（ESEM）和Image-ProPlus图像处理软件研究了不同干密度的压实黄土孔隙微观结构的变化规律，并运用多元线性回归分析法建立了孔隙微观结构量化参数与压实黄土强度参数的关系，确立了对压实黄土强度起关键性影响的孔隙结构特征参数。（2）进行了黄土沟谷区高填方地基沉降变形规律的离心模型试验研究，分析了天然含水量和地下水位上升条件下的黄土高填方地基沉降变形规律，研究了挖填接合处搭接方式对填方地基沉

5、降变形的影响，提出了填方土体与基岩接合部的处理措施。（3）开展了黄土填方边坡和加筋黄土边坡的离心模型试验研究，对比分析了两种边坡的变形特征以及潜在滑裂面位置，揭示了加筋土边坡各层土工格栅拉应变的分布规律，研究了地下水侧向补给条件下黄土填方边坡的地下水位变化过程。（4）采用有限元数值模拟方法，对离心模型试验进行了验证和补充。对不同原始谷坡坡度下的填方地基沉降规律进行了对比研究，总结了原始谷坡坡度对填方地基沉降变形的影响规律。对黄土填方边坡和加筋黄土边坡的变形规律进行了数值模拟分析，揭示了边坡的沉降变形特征和潜在滑裂面位置。（5）根据室内试验、数值模拟、现

6、场监测等结果，研究了黄土沟谷区高填方分层填筑体的沉降变形规律，建立了适用于该地区黄土高填方地基沉降计算及工后沉降预测的方法，分析了分层填方体沉降变形与干密度、孔隙比及其上覆填土厚度的关系，揭示了黄土高填方地基分层填筑体的沉降变形机理。关键词：压实黄土，微观结构，地基变形，边坡稳定，离心模型试验，高填方IAbstractTheLoessHillyandGullyRegion,whichhascomplexgeologicalconditions,isthemostextensivelandformintheLoessPlateau.Withtheimpl

7、ementationofChina'swesterndevelopmentstrategy,theconstructionofvariousinfrastructuresisbeingcarriedoutintheLoessPlateauofNorthwestChina.Thereisashortageofavailablelandresources,sothelandlevellingprojectsaregraduallyincreasing.Itisboundtocausealotofgeotechnicalengineeringproblems

8、withdeepcutandhighfill,whichmustbesufficientatt