黄土挖填方结合场地建筑物基础及管道工程变形破坏机理研究.docx

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1、黄土挖填方结合场地建筑物基础及管道工程变形破坏机理研究根据延安市正在实施的“中疏外扩、上山建城”发展战略,延安新区已于2012年开工建设,该新区建设工程是现在世界上在湿陷性黄土地区“削山建城”规模最大的岩土工程,在世界建城史上也属首例;由于其建设场地填方区面积大,填筑厚度深,黄土湿陷性等级高,因此,挖填方场地建设工程初期遇到的核心问题就是挖填地基造成的不可预见的工期内沉降问题,建设中期则是挖填方场地上部建(构)筑物在填方地基上的变形问题,建设后期主要问题则成为地基与基础长期安全稳定性等问题,因此,附属建(构)筑物的基

2、础选型将成为影响整个挖填方建设场地建筑物安全最为关键的部分。本文依托陕西省重大科技统筹创新工程“延安黄土丘陵沟壑区工程建设重大地质与岩土工程问题研究”、国家十二五科技支撑计划项目“延安黄土丘陵沟壑区(延安新区)工程建设关键技术示范研究”以及陕西省重点产业创新链-社会发展领域“填方区建筑物基础破坏模式及机理研究(2015KTZDSF03-02)”等课题,对延安新区建设中的挖填方场地建筑物深基础、浅基础及管道工程的破坏模式和变形机理进行了系统的研究,主要研究内容如下:(1)首次自主研发了黄土挖填方场地中桩筏基础和筏板基础

3、的模型试验装置,通过对筏板基础、桩筏基础中筏板基础及桩基础的综合研究,对比分析桩筏基础和筏板基础在挖填方场地中的受力变形特征和适应能力,为黄土挖填结合区建筑物基础选型和优化设计提供依据;同时,提出了黄土挖填方场地的地基沉降控制措施、建筑物基础设计原则和变形控制措施。(2)依据相似理论,自主研发了挖填方黄土场地直埋管道和综合管沟试验装置,首次通过物理模型试验,研究了黄土挖填方场地中填方地基工后沉降对管道工程造成的影响,总结出黄土挖填方场地中管道工程(直埋管道、综合管沟)受力和变形破坏规律,为黄土挖填方场地中管道工程的选

4、型和变形控制提供依据。(3)采用数值模拟等手段,对物理模型试验进行验证和补充。对不同挖填结合面角度条件下,筏板基础、桩筏基础、直埋管道和综合管沟的变形受力情况进行对比分析,总结出挖填结合面角度对基础工程和管道工程的影响。首次提出挖填结合面角度应作为建筑物基础以及管道工程选型和设计的考虑因素,为工程中挖填结合部位接坡角度的选择以及挖填方场地中基础工程、管道工程的设计提供参考。(4)结合模型试验和数值模拟结果,通过理论分析和推导,构建了挖填结合区建筑物深浅基础、管道工程的力学模型,探讨了控制挖填方黄土场地沉降的方法和标控

5、制措施,从地基处理、结构选型、结构设计等方面提出了风险识别方法和预警判据。本文的研究成果黄土挖填方场地的工程建设,尤其是基础工程和管道工程的建设具有一定的参考意义。