公路膨脹土加筋設(shè)計與施工新技術(shù)

內(nèi)容概要

　　膨脹土是一種特殊土，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮工程變形特征，它在全球分布極廣，目前已發(fā)現(xiàn)膨脹土的國家有40多個，遍及6大洲，我國有20余個省、市、自治區(qū)分布有膨脹土。膨脹土對鐵路、公路、渠道、房屋等各類構(gòu)筑物，都有嚴(yán)重的破壞作用，它反復(fù)引起建筑房屋大量開裂、路基邊坡的規(guī)模坍塌等，因此有人稱膨脹土是“隱藏的災(zāi)難”、“無聲的地震”。據(jù)不完全統(tǒng)計，全球每年因膨脹土災(zāi)害造成的損失，至少在50億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了地震、風(fēng)災(zāi)和洪水等災(zāi)害損失的總和。我國有數(shù)萬公里公路、鐵路通過膨脹土地區(qū)，每年用于整治膨脹土災(zāi)害的費用均超過數(shù)億元。2001年11月本人參加了交通部西部課題“膨脹土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究”的全國性調(diào)研活動，在廣西、云南、湖南、湖北、河南、江蘇等省區(qū)對膨脹土災(zāi)害進(jìn)行了為期一個月的現(xiàn)場調(diào)研，親眼目睹和感受了膨脹土問題對公路、鐵路、房建、渠道等工程建筑所造成的巨大危害，真是觸目驚心。

作者簡介

　　李獻(xiàn)民，（1971-）男，博士，河南許昌人，漢族，中共黨員，高級工程師。河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院隧道工程研究所副所長。河南省公路學(xué)會工程地質(zhì)委員會副主任委員。交通運輸部“交通青年科技英才”，“十一五”河南省交通運輸行業(yè)科技創(chuàng)新優(yōu)秀科技英才。北京交通大學(xué)土木工程流動站博士后，師從我國著名隧道與地下工程專家——中國工程院院士王夢恕?！　￠L期從事特殊土路基邊坡穩(wěn)定與加固設(shè)計處理、軟弱地基處理與托換技術(shù)、路橋過渡段沉降變形與動力響應(yīng)、隧道與地下工程施工運營健康監(jiān)控技術(shù)等方面的科研工作。曾參加國家級科研項目2項、主持省部級科研項目15項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，EI檢索16篇。獲省部級科技進(jìn)步獎3項。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 膨脹土問題概述1.2 膨脹土問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3 本章小結(jié)第2章 膨脹土工程問題調(diào)研2.1 實地調(diào)研的意義和目的2.2 膨脹土病害與防治的調(diào)研2.2.1 廣西南寧盆地及百色盆地2.2.2 云貴高原斷陷盆地2.2.3 南陽襄樊盆地2.3 云桂鄂湘豫等地的膨脹土概況2.3.1 廣西的膨脹土概況2.3.2 云南的膨脹土概況2.3.3 湖北的膨脹土概況2.3.4 河南的膨脹土特征2.3.5 江蘇的膨脹土概況2.3.6 湖南的膨脹土概況2.4 本章小結(jié)第3章 膨脹土判別分類與脹縮機理3.1 膨脹土的判別與分類3.1.1 膨脹土判別分類的原則與指標(biāo)選擇3.1.2 膨脹土的初判與詳判3.1.3 膨脹土的判別分類方法3.1.4 膨脹巖的分類3.2 膨脹土的抗剪強度特性3.2.1 膨脹土強度的含義3.2.2 膨脹土的強度理論3.2.3 膨脹土的強度衰減和殘余強度3.2.4 影響膨脹土抗剪強度的主要因素3.3 膨脹土的微結(jié)構(gòu)及脹縮機理3.3.1 膨脹土的微結(jié)構(gòu)特征3.3.2 脹縮機理與微觀結(jié)構(gòu)3.4 本章小結(jié)第4章 膨脹土加筋設(shè)計與加固機理4.1 加筋膨脹土筋材及加固機理4.1.1 加筋膨脹土中的土工合成材料4.1.2 公路膨脹土的受力特性4.1.3 加筋膨脹土地基的加固作用機理4.2 加筋膨脹土地基穩(wěn)定分析方法4.2.1 加筋膨脹土地基的破壞形式4.2.2 假定滑動面的加筋路堤極限平衡穩(wěn)定分析法4.3 加筋膨脹土地基承載力和沉降特性4.3.1 膨脹土加筋地基的墊層作用效果分析4.3.2 影響膨脹土加筋地基墊層作用效果的因素4.3.3 膨脹土加筋地基墊層承載力4.4 土工合成材料在淺基礎(chǔ)中的加筋機理4.4.1 土工織物的加筋機理4.4.2 土工格柵的加筋機理4.5 土工合成材料在淺基礎(chǔ)中的加筋設(shè)計4.5.1 賓奎特法（Binquet J. Lee K. L）4.5.2 改進(jìn)的太沙基法4.6 膨脹土加筋墊層的承載力計算4.6.1 加筋墊層的“深基礎(chǔ)效應(yīng)”極限承載力的計算4.6.2 膨脹土的各向異性特性對加筋墊層承載力的影響和計算4.6.3 工程實例--涵洞基礎(chǔ)加筋墊層的設(shè)計及承載力計算4.6.4 加筋墊層的設(shè)計及承載力計算比較4.7 加筋膨脹土地基設(shè)計方法4.7.1 加筋膨脹土地基的承載力4.7.2 加筋膨脹土地基的沉降4.7.3 加筋膨脹土地基的穩(wěn)定性4.7.4 土工合成材料的設(shè)計拉力4.7.5 加筋地基的設(shè)計4.8 本章小結(jié)第5章 膨脹土工程特性變形特征5.1 膨脹土處治概況5.1.1 膨脹土的特性5.1.2 膨脹土對公路工程的危害5.1.3 膨脹土的傳統(tǒng)處理方法5.2 膨脹土工程特性試驗分析5.2.1 試驗土樣的選取5.2.2 膨脹土的初步判定5.3 擊實膨脹土工程特性5.3.1 擊實膨脹土的基本物理力學(xué)指標(biāo)5.3.2 擊實膨脹土的工程特性分析5.3.3 試驗結(jié)論5.4 膨脹土增長曲線特征及運動學(xué)規(guī)律5.4.1 NLSF原理及增長曲線回歸方程……第6章 膨脹土路堤模型試驗第7章 加筋膨脹土擋土墻模型試驗第8章 加筋膨脹土蠕變模型試驗第9章 加筋膨脹土路堤結(jié)構(gòu)計算模型及靜動力特性分析第10章 膨脹土地區(qū)公路設(shè)計與施工技術(shù)第11章 膨脹土試驗路段設(shè)計施工與監(jiān)測第12章 總結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第8章加筋膨脹土蠕變模型試驗　　蠕變是指在一定載荷下物體的變形、應(yīng)力和位移隨時間變化的現(xiàn)象與過程。蠕變變形直接或間接地對土力學(xué)的所有過程起作用，是土力學(xué)上的一個重要問題?！　∪渥冃允峭馏w流變特性的一個方面。土流變研究是1948年首先從荷蘭的Geuze開始的。當(dāng)時荷蘭的Vlaggeman大橋、Zuiderzee海堤及軟土鐵路路基因流變而破壞，引起了荷蘭科學(xué)家的重視，開始了對土流變的系統(tǒng)研究。此后，各國學(xué)者對土流變開始進(jìn)行系統(tǒng)的研究工作，并取得了大量的成果，許多國家如荷蘭、前蘇聯(lián)、葡萄牙、日本等已把土流變列為重要的研究方向。為了促進(jìn)這方面研究成果的交流，1964年在法國召開了第一屆國際“土的流變學(xué)”討論。陳宗基教授開創(chuàng)了我國土體流變研究的先河，他從宏觀和微觀兩個方面先后提出了黏土的流變本構(gòu)方程，二次時間效應(yīng)及片架結(jié)構(gòu)理論。隨后武漢巖土力學(xué)研究所、河海大學(xué)、清華大學(xué)、南京水利科學(xué)研究所、同濟大學(xué)等在土流變方面做了許多工作，并取得了相當(dāng)?shù)某晒??！　⊥潦蔷哂辛髯冃再|(zhì)的材料，在荷載作用下的變形不僅與荷載的大小有關(guān)，而且還與荷載作用的持續(xù)時間有關(guān)。土顆粒間力的傳遞以及土顆粒間的相對移動都需要一定的時間。在巖土工程中與時間有關(guān)的土的變形和應(yīng)力松弛現(xiàn)象是很重要的，其中，長期性狀尤為引起人們的關(guān)切。與時間有關(guān)的土的反應(yīng)可以具有各種形式，取決于諸如土的類型、土的結(jié)構(gòu)、應(yīng)力歷史、排水條件、應(yīng)力系統(tǒng)的類型和其他因素。　　自從20世紀(jì)60年代加筋土技術(shù)問世以來，便以其造價低、節(jié)約占地、造型美觀、對地基要求不高、能適應(yīng)地基輕微的變形、能與周圍環(huán)境保持良好的協(xié)調(diào)性以及施工簡便等優(yōu)越性而得到青睞。隨著土工合成材料的不斷發(fā)展，土工合成材料加筋土結(jié)構(gòu)日益廣泛地應(yīng)用于永久性工程。但土工合成材料大部分由高分子聚合物組成，具有明顯的蠕變特性，土工建筑中的加筋筋材蠕變使加筋功能大大減弱甚至使建筑物喪失穩(wěn)定，因此為了使其在長期荷載作用下發(fā)揮其功能，必須研究它們的蠕變特性。國內(nèi)外學(xué)者對土體蠕變、土工合成材料蠕變、加筋土結(jié)構(gòu)蠕變均作了大量的研究，取得了很多成果，但蠕變是一個比較復(fù)雜的問題，蠕變發(fā)展過程緩慢，需要很長的、持續(xù)的觀察和研究時間，并且影響蠕變的因素復(fù)雜，某些特性目前認(rèn)識得還不是十分清楚，因此有許多方面的工作有待進(jìn)一步繼續(xù)和開展。　　為了定量、定性地認(rèn)識蠕變特性，建立土的蠕變本構(gòu)模型及確定模型參數(shù)等，進(jìn)行蠕變試驗是非常必要的。加筋土是一門新的土工技術(shù)，土和加筋筋材種類繁多，其作用機理很多方面還不清楚，近來對土工合成材料的蠕變試驗研究比較多，但土工合成材料埋在土內(nèi)有約束時的蠕變要比在空氣中無約束時的小得多，具體規(guī)律尚需深入研究。雖然已經(jīng)有人開始加筋土蠕變試驗研究，但對加筋土結(jié)構(gòu)蠕變還沒有比較合理的認(rèn)識，有待于進(jìn)一步通過試驗來了解其性能，完善和創(chuàng)新加速蠕變試驗的方法，同時積累一些蠕變數(shù)據(jù)資料以便理論的完善?！　　?/pre>








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