黄土地区常见工程地质问题的浅析及对策事项
浅谈黄土隧道常见的工程地质灾害及其防治措施

浅谈黄土隧道常见的工程地质灾害及其防治措施摘要黄土是西安地区所特有的土体,其表现出的特殊工程特性,对工程结构物危害大,特别是在黄土隧道修建过程中,塌方和湿陷是两种最常见的地质灾害。
黄土地层中的水对隧道的影响举足轻重,围岩中水的作用是黄土隧道设计、施工时的重点研究内容和关注对象。
因此,加强防排水以及及时合理衬砌是黄土隧道施工过程中预防地质灾害的有效措施。
关键字黄土隧道;湿陷;塌方;灾害防治1 黄土的工程特性对隧道工程的影响1.1 黄土的湿陷性湿陷黄土【1】在自重压力或外力荷载压力不变时,受水浸湿后结构迅速破坏,产生急骤显著附加下沉,从而引起地面的变形和建筑物破坏;湿陷性由湿陷系数、自重湿陷量、总湿陷量等指标【2】表征,宏观表现为浸水后沉降量显著增大。
我国湿陷性黄土的分布面积约占全国黄土分布面积的60%左右,大部分分布在黄河中游地区的关中、陕北、宁夏、豫西、陇东及陇中的黄土高原地区,面积达27万km2。
黄土的疏松多孔结构,尤其是结构性孔隙是黄土湿陷性的必要条件;黄土中的不抗水粒间胶结是黄土湿陷性的充分条件;遇水浸泡后黄土胶结削弱强度降低,并且其削弱程度随水量的大小成比例变化,极易产生湿陷、呈饱和流塑状态,从而减弱甚至丧失承载和自稳能力。
这是黄土湿陷性的本质。
1.2 黄土的击实性黄土击实性是指黄土在一定外力冲击作用下密度、含水量、强度等物理力学性质随冲击强度而变化的特性。
一般冲击强度大时密度增大、含水量降低、强度提高。
改变击实功,最优含水量和最大干密度也发生变化,击实功大能客服更大的摩擦阻力,所以最大干容重增大而最优含水量降低。
黄土的孔隙率在50%左右,按照孔隙的大小、形状、数量以及连通性等方面,黄土中的孔隙被分为微孔隙、小孔隙、中孔隙和大孔隙【3】。
其中,微孔隙形成于胶结物中,杂乱分布,连通性差,透水性弱,主要是胶结物孔隙;小孔隙均为粒间孔隙,小孔隙由骨架颗粒相互穿插,紧密排列组成,又称为镶嵌孔隙,含少量胶结物孔隙;小孔隙和微孔隙在黄土沉积时形成,由骨架颗粒群形成的架空孔隙,数量较多,对骨架颗粒的稳定起着主要作用;中孔隙由骨架颗粒相互支架构成,数量多,为颗粒的变位提供了空间,连通性好,透水性强,是黄土产生震陷的主要原因,又称为支架孔隙;而大孔隙主要在黄土沉积后成岩过程中由生物作用形成,呈管状或不规则状,数量少,主要是黄土中次生的根洞、虫孔、鼠穴、节理【4】和裂隙以及溶蚀孔洞。
黄土工程地质(5)

据调查资料, 灌区黄土厚约 45m, 其中25m埋深以下为饱和黄土,其湿 性可忽略。非灌区黄土厚约50m,据湿陷性黄土地区建筑规范GB500252004 ,采用分层总和法分别计算黑方台灌区与非灌区黄土层自重湿陷量。 对于陇西地区 土质的修正系数为 1.50 ,以最不利工况考虑,假定灌溉 前50m厚的黄土层均具有湿陷性,计算得出非灌区黄土的自重湿陷量为 4.48m,灌区黄土自重湿陷量为1.68m,即经历 44 年的灌溉后,灌区黄土 已产生的湿陷为2.8m,该计算值与区内黄土的真实湿陷值间相差近 50%。
2012年2月7日16时,再次发生高速滑动,滑动规模约12万m3,滑坡将正在 行驶的2车推入黄河八盘峡库区,造成1人死亡,3人失踪。并阻断盐兰公 路,大部分滑体高速冲入八盘峡库区,激起高约6m的涌浪,涌浪最远波及 至黄河南岸250m处。
机
理
1、长期引水灌溉改变了黄土台塬原有的水文地质条件: 黄土层内地下水位逐年上升, 同时, 塬边斜坡坡体内地 下水位也逐步升高。黄土具有强烈的水敏性,饱水后强度 降低,在地下水的作用下,塬边黄土斜坡下部饱水黄土原 生结构遭到破坏,骨架排列状态改变,可溶盐溶解,土粒 之间的粘结力减小,连接强度降低,地下水作用导致斜坡 下部形成低强度、饱水黄土软弱层, 流塑-软塑状饱水黄 土软弱层的形成是该类黄土滑坡产生的先决条件;
原因
黄土湿陷量是在饱和黄土湿陷理论的框架内展开的, 没 有考虑到长期灌溉条件下黄土不同埋深范围内含水量的变 化、黄土内部胶结成分的溶解、黄土微观结构的变化、 黄土内部应力的重分布等对黄土湿陷性的影响。同时, 室内测试多是基于侧限压缩的试验, 而完全侧限的压缩 湿陷试验无法反映自然条件下不同侧限的实际湿陷变形, 多种原因导致应用现行规范推荐公式计算得到的黄土湿陷 理论计算值与实际值间尚存在较大差异。
黄土筑坝填方工程地质问题及处理措施分析

文章编号:1006—2610(2024)01—0027—06黄土筑坝填方工程地质问题及处理措施分析李征征1,高晓雯2,王 璋1,李同录3,4(1.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,西安 710065;2.信电综合勘察设计研究院有限公司,西安 710054;3.长安大学,西安 710054;4.黄土高原水循环与地质环境教育部野外科学观测研究站,甘肃正宁 745300)摘 要:针对黄土地区的填方工程地质问题,以陕西铜川老虎沟填方工程为依托,通过地质调查与测绘、地质勘探、原位测试及室内试验等勘察手段,对工程存在的工程地质问题进行了分析研究。
结果表明:老虎沟填方工程存在不良地质作用、不稳定高边坡、地下水疏排及填方地基变形等工程地质问题,应对挖方区高边坡进行1∶0.5~1∶0.75的放坡,反压坡脚,并预留平台及马道;对填方区土料进行强夯、碾压,消除其湿陷性,建议设计最大干密度值为1.73g /cm 3,最优含水率值为17.3%,压实系数为0.95~0.97;挡土坝坝基建议挖除不良土层,挡土坝坝坡采取加筋土筑坡,坡度宜为45°,坡面需做好防冲刷防护措施;排水沟底宜选用粘性较小的黄土回填,地表采用粘性较大的红粘土回填,并在地表设置完善的排水系统;工后应结合土水监测方案,实时监测填方区内土水变化。
该研究成果可为黄土地区类似填方工程建设提供参考。
关键词:工程地质问题;黄土;填方;处理措施;监测措施中图分类号:TU476 文献标志码:A DOI :10.3969/j.issn.1006-2610.2024.01.005Analysis of Engineering Geological Problems and Treatment Measures of the Loess Dam Filling ProjectLI Zhengzheng 1,GAO Xiaowen 2,WANG Zhang 1,LI Tonglu 3,4(1.PowerChina Northwest Engineering Corporation Limited ,Xi'an 710065,China ;2.China DK ComprehensiveInvestigate and Design Research Institute Co.,Ltd.,Xi'an 710054,China ;3.Chang'an University ,Xi'an 710054,China ;4.MOE Scientific Observation and Research Station for Water Circulation and Geology of the Loess Plateau ,Zhengning 745300,China )Abstract :In view of the geological problems of filling projects in loess areas ,based on the Laohugou filling project in Tongchuan ,Shaanxi ,through geological survey and mapping ,geological exploration ,in-situ testing and indoor testing ,analysis and study on the engineering geo⁃logical problems existing in the project are carried out.The results show that the Laohugou filling project has engineering geological problems such as adverse geological effects ,unstable high slopes ,groundwater drainage ,and fill foundation deformation.The high slopes in the exca⁃vation area should be treated with 1∶0.5~1∶0.75slope ,back pressure slope foot ,and reserve platforms and berms ;compact and roll the soil materials in the fill area to eliminate their collapsibility.It is recommended that the maximum dry density value in the design is 1.73g/cm 3,and the optimal moisture content is 17.3%,and the compaction coefficient is 0.95~0.97.It is recommended to excavate the undesirable soil layer at the foundation of the retaining dam ,and use reinforced soil to build the slope of the retaining dam.The slope gradi⁃ent should be 45°,and the slope needs to be protected against erosion.The bottom of the drainage ditch should be backfilled with less vis⁃cous loess ,and the surface should be backfilled with more viscous red clay ,and a complete drainage system should be provided on the sur⁃face.After the construction ,combined with the soil and water monitoring plan ,the soil and water variation in the fill area shall be monitored in real time.The study results can provide reference for the construction of similar filling projects in loess areas.Key words :engineering geological problems ;loess ;filling ;treatment measures ;monitoring measures 收稿日期:2023-06-09 作者简介:李征征(1991-),男,陕西省礼泉市人,工程师,主要从事水电工程地质勘察工作. 基金项目:国家自然科学基金(41790442). 随着经济建设的发展,城市建设用地变得极为紧张,尤其是在中国西北部黄土地区,越来越多的建设工程需要进行筑坝填方造地,由此产生了一系列填方工程地质问题。
黄土地区常见工程地质问题的浅析及对策事项

液限 ( w L ) 塑限 ( wP )
1 . 0 1 2
2 8 . 8 l 8 . 7
0 . 5 6 9
1 9 . 9 l 3 . 8
0 . 7 8 9
2 7 . 0 1 7 . 1
0 . 1 2 4
1 . 6 3 7 0 . 9 5 9
黄土地 区常见工程地质 问题 的浅析及对策事项 了河谷阶地的上部。其 中常有砂类土 ,厚度一般在 l O e左右 , r 是沿线分布最广的地层 。 1 . 2环 境及 成 因 黄土是一种棕黄色或淡黄色 的土。它主要分布在亚洲 、欧洲及南北美洲。黄土在我国分布相当广泛、 厚度大 ,面积达 6 3 . 2 5 k n i 。其中湿陷性黄土占四分之三 … 。关于其堆积环境及成 因,中国科学 院院士刘 东先生的 “ 新风成说 ”在 国际上得到广泛 的接受 。他把风成作用从黄土高原顶部约 7万年黄土拓展到整 个黄土序列约 2 5 0 万年。“ 新风成说 ”对物源、搬用 、搬用时候 的风力情况 、沉积环境面貌及沉积后 的变 化这个全过程进行了阐述 。该学术认为沉积的过程与我们看到的沙尘暴一样 , 是逐渐地从沙漠里面搬运 出来 的 ,在 黄土 高原 慢慢 沉 积 表1 黏质黄土 ( Q 。 ) 物理力学特征参数统计表 起来的 , 也就是说 ,黄土是几 、 、 \ 统计项 目 最大值 最小值 平均值 标准差 变异 样本 修正 标准 试 验项 目、 、\ ma x mi n f m f 系数 6 ( %) 个 数 系数 值 百 万 年 来 一 次 又 一 次 的 沙 尘 含 水量 ( w ) 2 5 . 6 1 0 . 7 l 8 . 9 3 . 9 0 2 0 . 2 0 6 2 1 6 2 1 . 0 0 8 l 9 . 0 暴的叠加。而沉积过程也是记 土粒 比重 ( Gs ) 2 . 7 2 2 . 6 9 2 . 7 0 0 . 0 0 6 0 . 0 0 2 2 1 4 8 1 . 0 0 0 2 . 7 0 录了环境的变化信息的过程。 湿 密度 ( p ) 2 . O 5 1 _ 8 2 1 . 8 9 0 . 1 1 4 0 . 0 6 0 l 9 8 6 0 . 9 9 8 1 . 8 9 次 生 黄 土 是 多 成 因 的 残 干密 度( P d ) 1 . 7 5 1 . 5 6 1 . 6 6 0 . 0 9 2 0 . 0 5 6 l 9 8 6 0 . 9 9 8 1 . 6 6 饱 和度 ( S r ) 9 6 . 2 3 6 . 4 6 8 . 8 1 8 . 0 3 6 0 . 2 6 2 2 0 6 4 1 . 0 1 0 6 9 . 5 积 、坡积 、冲积 、洪 积 、风 积 、 冰川等不同地质作用形成的。 观 察 线 路 主 要 通 过 了 黄 土 台塬 、洪 积扇 及渭 河 阶地 三 个阶地地貌单元 , 通过 了以风
湿陷性黄土地区岩土工程勘察和地基处理措施探讨

湿陷性黄土地区岩土工程勘察和地基处理措施探讨湿陷性黄土地区是岩土工程中常见的一种特殊地质类型,其特点是土质较松软,含水量较高,易发生流变变形,对工程建设及地基处理提出了更高的要求。
本文将就湿陷性黄土地区的岩土工程勘察和地基处理措施进行探讨,以期为相关工程提供参考和指导。
一、湿陷性黄土地区的特点湿陷性黄土地区主要分布在中国的黄土高原地区,其地质特点主要表现为土层较松软、含水量较高、易受水分影响而产生流变变形。
由于黄土地区的土质本身就不够坚实,再加上水分的影响,往往容易引发地基沉降、开裂等问题,给工程建设带来诸多困难。
对于湿陷性黄土地区的岩土工程勘察和地基处理显得尤为重要。
二、岩土工程勘察的重要性在湿陷性黄土地区进行岩土工程勘察,可以为后期的工程设计和地基处理提供重要数据支持。
勘察内容主要包括地质勘察、水文地质勘察和工程地质勘察等。
地质勘察需要详细了解地层的分布和结构,包括土层的厚度、密实度、孔隙水压力、承载力等参数;水文地质勘察则是为了了解地下水的分布、水位、水质情况等,这些对于地基处理具有重要的指导意义;而工程地质勘察则需要重点了解自然地质环境对工程建设的影响,包括构造地质、山洪泥石流、滑坡等自然灾害的情况,以便在设计中作出相应的处理措施。
三、地基处理措施的探讨1. 土体改良湿陷性黄土地区的土层含水量高,土质松软,常常需要进行土体改良,以提高土体的承载能力和抗沉降能力。
常见的土体改良方法包括灌芯桩、土钉墙、人工挖孔桩等,这些方法可以有效地提高土壤的抗压能力和抗剪承载力,为工程的安全稳定提供保障。
2. 地基加固3. 地表排水地表排水是指通过排水系统,将地表积水迅速排放出去,以减少地下水位上升及土体松软化的影响。
在湿陷性黄土地区,地表排水对于降低地下水位及减少地基沉降具有重要作用,是地基处理中不可或缺的一环。
四、结语湿陷性黄土地区的岩土工程勘察和地基处理措施是岩土工程领域的重要课题,对于工程建设的安全和稳定具有重要意义。
黄土地区工程勘察关键问题探讨

黄土地区工程勘察关键问题探讨[摘要]黄土地区以其特殊的环境和广泛的区域,成为了工程勘察的重点对象。
详细缜密的勘察计划有助于在恶劣的地质环境里保障施工质量和进度。
本文将从黄土地区的几个特点入手,深入分析勘察工作中应当注意的关键点,为同类地区的进一步发展奠定基础。
[关键词]黄土地区工程勘察我国黄土分布面积达63万平方公里,厚度为世界之最。
其中湿陷性黄土主要分布于西北、华北等干旱半干旱地区。
早在100年以前中国黄土就受到地质学家的注意,但对黄土工程特性的全面研究主要是自1949年以后开展的。
黄土地区地质勘察是工程建设中主要的不良地质问题之一。
对黄土地区的工程地质勘察,主要是查明建设地区的有关工程地质条件,并针对性地提出有效的处理措施。
由于湿陷性黄土本身的土体结构、物质组成和矿物化学成份,决定了黄土的特殊工程地质性能。
因此对黄土地基除要求在查清黄土层的成因类型、地质年代、地形地貌及地下水类型、埋藏条件、补排状况等以外,还应着重查清湿陷性黄土层厚度及其变化规律,评价黄土的工程建筑性能,预测由于人为或自然地质环境的改变对工程产生的危害及危害程度,提出预防和治理措施方案。
1黄土地区的特点(1)黄土的物理力学性质主要包括天然含水量、天然密度、干密度,孔隙比、液限、塑性指数、压缩系数、温陷系数、湿陷起始压力、自重湿陷系数、抗剪强度等物理力学指标。
黄土的天然含水量随埋深的变化幅度较大,明显受降水、地形地貌和水文地质条件的控制,表现为近地表随埋深的增加含水量逐渐升高,受降水及其它入渗水的补给明显。
至一定深度,由于降水及其它入渗水量的减少,随着埋深的增加含水量又逐渐降低,黄土的干密度一般随着埋深的加大而增大。
(2)湿陷性土一般是指非饱和的不稳定的土,在一定压力作用下,遇水后发生显著的沉陷。
湿陷性土在地球上分布很广,主要有风积的砂和黄土、次生黄土状土、冲积土、残积土等。
我国黄土分布中有湿陷性的约为43万平方公里,主要分布在黄河中游的甘肃、陕西、晋、青海等省区,地理位置属于干旱与半干旱气候地带。
黄土丘陵沟壑区削山填沟场地的主要工程地质问题及相关建议

黄土丘陵沟壑区削山填沟场地的主要工程地质问题及相关建议0引言我国中北部地区存在广袤的黄土覆盖区,地貌单元以黄土山地、丘陵、台塬为主,梁峁交错、沟壑纵横、地形破碎,而城市所处的河谷平原区面积相对较小,一定程度上限制了城市的发展。
基于此,工程技术人员不断探索在黄土丘陵沟壑区通过“削山填沟,人工造地”的方式来扩展工程建设用地,并取得了一定的社会和经济效益,如延安新区、兰州新区、兰州青白石片区、九州片区、皋兰县什川片区等。
但由于黄土独特的工程性质和地貌特征,使得这类场地存在一些固有工程地质问题,本文将对这些问题进行分析,并提出相关建议,为削山填沟场地工程建设提供借鉴。
1黄土的湿陷变形问题湿陷性黄土是一种非饱和土,一般强度较高,压缩性较小,但在一定压力下,受水浸湿后,其结构会迅速破坏,强度也随之降低,并会产生显著的附加沉降,这就是黄土的湿陷变形。
根据调研结果,黄土丘陵沟壑区削山填沟场地存在不同程度的湿陷变形问题,变形主要发生在建筑物基底、路基、管基和室外绿化场地,表现为基础和持力层脱离,路基和管基和室外绿化场地沉陷,比较而言,填方区变形较挖方区更为严重,其主要原因是地表水和管道水下渗,地基黄土在自重和上部荷载作用下产生湿陷变形。
对黄土的湿陷变形问题,要根据场地的湿陷类型、湿陷等级和建(构)筑物结构特征,严格按照规范要求,首先从地基基础措施入手,做好地基处理工作,消除地基土的湿陷性,选择合适的基础持力层,控制黄土湿陷的内因;其次,要做好防水措施,在总平面设计、场地和地面防水、地下管道敷设等多环节严格把控,必要时可采取侧向防水措施,以防止地表水和地下水入渗引起地基土湿陷;为了减小或调整建筑物的不均匀沉降,或使结构适应地基的变形,还需要采取相应的结构措施。
2黄土高边坡稳定性问题削山填沟工程一般规模较大,以兰州皋兰县某项目为例,由挖方和填方形成的临时或永久性高陡黄土边坡最大高度接近100m,边坡稳定问题成为影响场地稳定的关键因素。
黄土滑坡典型工程地质问题分析

黄土滑坡典型工程地质问题分析摘要:我国黄土面积广阔,近年来,我国的西北地区多次发生黄土滑坡灾害,给人们的生命财产安全造成严重损失,因此对于黄土滑坡工程地质问题的研究显得尤为重要。
导致黄土滑坡产生的因素有很多,多年来经过专家学者们的大量研究和广泛调研取得了一定的成果,本文在学者们研究成果的基础上,对黄土滑坡典型工程地质问题进行了分析和探讨,希望对今后黄土滑坡的研究工作起到一定的参考和借鉴作用。
关键词:黄土滑坡;诱发机制;地质问题我国的陕西、陕西、河南、内蒙古等地是黄土滑坡灾害频发地,多年来频繁的滑坡灾害引起了人们的广泛关注,对于西北部黄土滑坡灾害的研究一直是学者们所关心的问题。
黄土滑坡灾害是严重的地质灾害,给人们的生命财产安全造成极大威胁,因此对于黄土滑坡的研究,如黄土滑坡的主控因素、活动特征、滑动机制等是十分有必要的。
一、黄土滑坡类型黄土滑坡的分类是进行滑坡研究的基础工作,因此要对不同性质、规模的黄土滑坡进行分类研究,根据各类黄土滑坡的特点对其未来的发展趋势和危害程度做出科学的预测,以便于日后对该地区有针对性地做出避让减灾对策,以降低灾害产生的影响。
根据不同的划分标准,黄土滑坡有不同的分类方式,若以滑体物质组成和厚度的不同进行划分,可将黄土滑坡分为风积黄土滑坡、洪积黄土滑坡以及洪积老黄土滑坡等,以其他的分类标准也可将黄土滑坡分为以下几类:不同滑体厚度的黄土滑坡分为巨厚层滑坡、厚层滑坡、中层滑坡和浅层滑坡。
顾名思义,它们的厚度呈依次递减趋势。
根据不同的产生时代可将滑坡分为新生滑坡、新滑坡、老滑坡、古滑坡。
还有学者按照物质组成和主滑面发育位置的不同将黄土滑坡进一步划分为黄土层内滑坡、黄土接触面滑坡、黄土一泥岩顺层滑坡和黄土一泥岩切层滑坡。
例如上世纪八十年代我国甘肃永靖县出现了黄土一泥岩顺层滑坡,并于2006年再次出现滑动。
由于黄土一泥岩顺层滑坡具有滑速低、滑距短的特点,对此进行了合理滑坡灾害预测和有效的避让,省去了大范围的人员搬迁。
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黄土地区常见工程地质问题的浅析及对策事项黄土地区的地质具有一定复杂性,对于各种工程建设来说并不容易,基于此,本文分析了黄土地区常见的工程地质问题以及相关对策。
标签:黄土地區;工程地质;问题;对策
引言:
黄土是第四纪以来在干旱及半干旱地区形成的,颜色呈淡黄、褐黄色或黄色,颗粒成分以粉粒为主,富含碳酸钙,大空隙和垂直节理发育的一种特殊土,因其分布范围大,工程性质独特而广受关注。
铁路系统黄土地区既有研究和工程实践成果虽已十分丰富,但近几年随着黄土地区高标准铁路的建设也暴露出了一些新的问题,对这些问题和新的工程处理措施进行梳理,仍具有很强的现实意义。
1、黄土的特征及基本性质
1.1、黄土的特征
黄土在我国境内的地理分布之上拥有一定的区域性规律。
其沿线黄土主要可以依据自然地理分布条件以及特征将其划分为五种类型:高原地区类型、山前地带类、山前河谷平原地区类高山中山山地类。
通产可以划分为三种:
高原地区类:一般都分布在陕西省至华阴之间的黄土台塬区,黄土连续大面积将其覆盖,地层发育较为完整,将第四纪下更新世至近代沉积黄土作为主要,其总体厚度则高于200m。
并且也是沿线黄土分布较厚的地区。
山(塬)之前的地带类:通常都会分布在黄土台塬前塬,而华山、骊山前缘地带。
这个地带的特点表现的狭长的带状分布,地层主要为第四纪上更新世或近代洪积黄土,在黄土会中经常有砂、砾石、碎石等等粗颗粒沉积物,其厚度通常都在10m左右。
河谷平原地区类:一般都分布在渭河平原之中,这是第四系上更新世以及近代冲积的黄土沉积物。
那么就组成了河谷阶地的上部。
在这之中经常会有砂类土,而厚度通常在10m左右,而这则是沿线分布比较大的地层。
1.2、环境及成因
黄土是一种棕黄色或淡黄色的土。
它主要分布在亚洲、欧洲以及南北美洲。
而黄土在我国分布比较广泛、其厚度比较大,面积通常会达到63.25km2。
在这之中湿陷性黄土一般会占据到四分之三。
而关于堆积环境以及成因,刘东先生提出的“新风成说”曾在国际之上获得了广泛的接受。
其将风成作用从黄土高原顶部大概7万年黄土拓展到整个黄土序列大概250万年。
“新风成说”对于物源、搬用、搬用时候的风力情况、沉积环境面貌以及沉积之后的变化此过程做了一定的阐述。
而学术上则认为沉积的过程同我们看到的沙尘暴之间是相同的,也是慢慢地
从沙漠里面搬运出来的,同时在黄土高原逐渐积累起来的。
1.3、工程地质物理力学性质
黄土具有其它土类不同的物理力学性质,其最主要的特性是成分上以粒径含量(0.05~0.005mm)划分界限,这种独特性质决定了它的工程地质性质。
在确定黄土室内实验指标时,应密切结合试样样的野外地质和地貌情况,而不能将室内与野外情况相脱离,否则得出的结论是片面的局限性的。
2、黄土地区存在的工程地质问题
黄土地区的工程地质问题比较多,同普通地区的工程地质问题相比较而言具有一定的共同性以及特殊性。
黄土地区通常容易见到的工程地质问题主要有湿陷性黄土、松软黄土、黄土陷穴、人工坑洞等等问题。
2.1、湿陷性黄土
湿陷性黄土一般指的是新黄土和新近堆积黄土,中更新统的老黄土的上部具有一定的湿陷性,而对于此部分老黄土的湿陷性则在客运专线工作之中需要对其给予一定的重视进行判定。
湿陷性黄土的厚度同它其分布的地貌单元、沉积厚度、成因以及湿陷类型之间有着密切的关系,通常黄土台塬、高阶地上的湿陷土层厚度高于低阶地上的。
低阶地上的黄土通常都是Ⅰ~Ⅱ非自重湿陷性为主要内容,湿陷土层通常的厚度在2~10m;而自重湿陷性黄土则一般主要分布在高阶地、黄土梁峁以及黄土塬上部,湿陷等级则是将Ⅱ~Ⅳ级自重为主要,湿陷性土层通常的厚度在10~30m,而局部将会达到30m之上。
2.2、松软黄土
松软土这是我国在高速铁路以及客运专线建设过程之中定义的一种对地基土强度进行判别的一个概念。
通常包括有工程勘察实践表明,而对新近堆积黄土以及新黄土来说的话,因为黄土特性以及沉积环境的影响之下,一般其PS≤3MPa 或者是[σ]≤180kPa,而强度不满足高标准铁路沉降变形控制要求,所以地基需要对其做好处理工作。
2.3、黄土陷穴
黄土塬、高阶地边缘以及较大黄土冲沟之内,黄土陷穴比较发育,坡面冲沟之内黄土陷穴都会表现出串珠状来分布,之下较多贯通。
黄土陷穴则是黄土湿陷性以及地表水下渗一起作用之下的产物,对于斜坡地带工程的设置有很大的影响,应该将其发育的状态及时查明,并且对其进行合理的工程整治。
2.4、人工坑洞
比如说我国运城至西安段铁路客运专线的沿线范围段通常包括有窑洞、古墓
穴、人防工程(地道)、地窖等等。
防空洞地道主要修建在上个世纪的六七十年代,当前部分已经坍塌填充,因为受到当地气候的影响,洞壁比较潮湿以及干燥,而在地下修建防空洞可以使得黄土完整性有敌营的破坏额,而表层则一般覆盖有黄土,其厚大概在6~12m。
通过物探勘察结果得到,工程范围段之内大概有:朱王村(位于桥址DK808+500~DK808+950段附近,测区范围之内GDS-09~GDS-99);西韩村(测区范围内推测有一南北向地道与线路交于DK801+206附近处);宋家村(位于桥址DK820+400~DK820+850段附近,测区范围内GDS-37);北韦村(位于桥址DK821+100~DK821+600段附近);张西至张东村(位于桥址DK816+600~DK817+900段附近);湾马村(位于桥址DK828+600~DK828+800段附近,测区范围内GDS-03~GDS-23);北牛村(位于桥址DK826+450~DK826+800段附近,测区范围内GDS-22~GDS-25段)地下有回填过地道通过。
防空洞都较为发育,发育深度5m左右,空洞现已坍塌、充水,空洞坍塌前规模较大,密集。
这些不良地质对于路线一定的影响。
3、对于黄土地区常见问题的解决措施
3.1、湿陷性黄土黄土地基處理问题
湿陷性黄土地基处理,需要根据建筑物的类别、湿陷性黄土的厚度、湿陷系数、湿陷起始压力沿土层深度分布,同时需要考虑到因地制宜、就地取材、保护环境以一种或则是几种彼此结合的处理方法。
地基处理施工之前,对于已经选定的地基处理方法,应该在具有代表性的场地之上进行试验或者是记性试验性施工,可以通过相关的测试,将检验设计参数以及处理效果。
如果不满足设计要求之时,需要查明原因采取措施或者是修改设计。
如果使用垫层法、夯实法或者是挤密法处理湿陷性黄土地基之时,需要依据工程要求使用素土或者是灰土作为填料,但是不可以使用砂、石等等粗颗粒的透水性材料作为填料,这样就可以防止浸湿没有处理的湿陷性黄土层引起湿陷。
在雨期、冬期选择上述方法,施工时期应该使用防雨、防冻措施,保护备好的土料以及灰土没有受到雨水淋湿或者是冻结,同时应该制止地面水充入已处理以及没有处理的基坑或则是基槽之内。
3.2、不良地质(人工坑(洞))的工程处理措施
对线路分布的人工坑(洞),可采用人工回填夯实的方法。
4、黄土地区的铁路选线
黄土平原及河谷阶地区地形平坦,较为重要的问题则是黄土湿陷、软弱地基以及地表排水不通畅。
所以,线路方案应该尽量可能选择在地势比较高、地层较为单一、土质干燥、湿陷性较小地带,应该避开地层较为复杂、土层软弱、低洼积水、含水量大以及地下水发育地区,这样就可以不断降低地基处理的难度以及费用。
黄土塬、梁、峁以及低山丘陵区地形破碎,深切黄土冲沟发育,塬边以及冲沟两岸既有斜坡变形以及工程隐患问题比较重要,所以在选线工作之中应该遵循由面到线,由线到点,分步推进,慢慢缩小选线范围之中的工作思路。
5、施工效果分析
青银高速及规划的“三纵十一横”铁路以及渭化专用线、何零联络线、西延联络线、包西联络线、侯西联络线等等工程,通过科学缜密的施工组织,对黄土地区的常见的工程地质问题进行分析探讨,采取与之相应的解决措施,获得了良好的施工效果。
6、结语
根据黄土地基地质条件,结合工程的重要程度、施工组织以及开通运营之间的时序关系,制定出的黄土地基处理方案才能达到科学、合理、经济的目的。
参考文献:
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