山東高速公路沿線區(qū)域地質(zhì)特征及典型地基土承載力確定研究.pdf

1、本學(xué)位論文以山東省交通廳科技基金項(xiàng)目“山東高速公路沿線區(qū)域地質(zhì)特征及典型地基土承載力確定研究”為依托，旨在研究對(duì)山東省公路地基工程地質(zhì)特征有一全面的認(rèn)識(shí)，為山東省高速公路選線決策支持系統(tǒng)開發(fā)提供依據(jù)；論文結(jié)合實(shí)際公路勘察項(xiàng)目，選擇山東省典型公路地基土——現(xiàn)代黃河三角洲沉積土，為地區(qū)性地基勘察規(guī)范的制定奠定基礎(chǔ)。 山東省地形地貌變化大，地質(zhì)構(gòu)造比較發(fā)育，存在大量的構(gòu)造、凹陷等地質(zhì)特征，全面系統(tǒng)地了解研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)特征對(duì)高速公路的設(shè)

2、計(jì)或建設(shè)十分必要；確定研究區(qū)地基承載力較復(fù)雜。傳統(tǒng)意義上確定地基承載力方法已經(jīng)相當(dāng)成熟，由于傳統(tǒng)方法中存在大量的假設(shè)，各地的地質(zhì)背景差異，使得目前實(shí)際工程當(dāng)中提供的地基承載力值偏低或偏高，造成不必要的浪費(fèi)或工程隱患。針對(duì)不同區(qū)域準(zhǔn)確確定承載力是非常必要的。 論文從6個(gè)部分開展工作，第一部分介紹論文研究的意義、現(xiàn)狀及研究思路；第二部分介紹山東省的區(qū)域地質(zhì)特征；第三部分介紹山東省區(qū)域地質(zhì)分區(qū)及各分區(qū)范圍內(nèi)常見地基土的地基承載力取值范

3、圍和與地基承載力密切相關(guān)的物理力學(xué)指標(biāo)的取值區(qū)間；第四部分介紹基于GIS技術(shù)建立的山東省區(qū)域地質(zhì)特征查詢系統(tǒng)；第五部分介紹一種典型地基土——黃河三角洲粉質(zhì)土地基承載力的確定研究；第六部分介紹本論文的結(jié)論和尚存不足。 為獲得滿意的成果，主要進(jìn)行以下研究?jī)?nèi)容：分析研究山東省的地形地貌特征、地層巖性特征、地質(zhì)構(gòu)造特征、地下水特征、地質(zhì)災(zāi)害特征及第四系分布特征等，全面系統(tǒng)地了解了山東省的區(qū)域地質(zhì)特征；將山東省劃分為兩個(gè)研究區(qū)和六個(gè)研究亞

4、區(qū)，給出各個(gè)研究亞區(qū)的工程地質(zhì)特征和典型地層柱狀圖；根據(jù)山東省已建高速公路的工程勘察資料，統(tǒng)計(jì)分析3957個(gè)樣本點(diǎn)，得到各研究區(qū)典型地層的地基承載力取值范圍和9個(gè)物理力學(xué)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值；利用ARCVIEW和VisualBasic開發(fā)山東省區(qū)域地質(zhì)特征查詢系統(tǒng)；對(duì)黃河三角洲粉質(zhì)土，結(jié)合威烏高速公路實(shí)際工程開展平板載荷試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)、扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)、單橋靜力觸探試驗(yàn)、雙橋靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)及有關(guān)室內(nèi)土工試驗(yàn)。 本論文主要得

5、到以下研究成果和結(jié)論：1.在區(qū)域地質(zhì)特征方面得到：(1)結(jié)合山東省的區(qū)域地質(zhì)特征，整個(gè)研究區(qū)域劃分為堅(jiān)硬巖漿巖亞區(qū)、堅(jiān)硬半堅(jiān)硬沉積巖亞區(qū)、平原河谷沖洪積亞區(qū)、濱海沖積海積亞區(qū)、山前沖洪積亞區(qū)及山前殘積坡積亞區(qū)六個(gè)研究亞區(qū)。 (2)山東地區(qū)巖土的物理力學(xué)指標(biāo)的取值范圍主要受地層特征和地質(zhì)分區(qū)特征影響較大，不同地質(zhì)分區(qū)的土體的物理力學(xué)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值分布比較不均勻；對(duì)于任何一種統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，綜合各層得到的變異系數(shù)通常都大于每一層的變異系數(shù)；

6、各項(xiàng)指標(biāo)的變異系數(shù)值大體可分為3個(gè)檔次：干密度的變異系數(shù)最小，除個(gè)別土層外，其值均小于0.1，孔隙比、含水量、塑限和液限的變異系數(shù)較大，其值在0.1～0.5之間，液性指數(shù)、壓縮系數(shù)、粘聚力和內(nèi)摩擦角的變異系數(shù)最大，其值在0.5～0.9之間。 (3)得到山東省典型土體地基承載力的取值范圍：素填土80～120kPa;淤泥質(zhì)土80～140kPa；粘土90～280kPa；亞粘土80～260kPa；亞砂土80～240kPa；細(xì)砂100～2

7、00kPa；粉細(xì)砂90～160kPa；粉砂90～190kPa；中砂120～200kPa；中粗砂150～220kPa；粗砂120～400kPa；強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖400～500kPa；強(qiáng)風(fēng)化煌斑巖300～450kPa；強(qiáng)風(fēng)化花崗巖280～1800kPa；強(qiáng)風(fēng)化細(xì)砂巖240～260kPa；強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖250～300kPa；弱風(fēng)化粉砂巖320～450kPa；弱風(fēng)化煌斑巖450～600kPa；弱風(fēng)化花崗巖600～4200kPa；弱風(fēng)化石灰?guī)r1200～2

8、500kPa；弱風(fēng)化頁(yè)巖600～800kPa；微風(fēng)化粉砂巖400～500kPa；微風(fēng)化花崗巖1200～5000kPa；石灰?guī)r2000～3000kPa。 (4)以ArcView和VisualBasic等軟件為開發(fā)工具進(jìn)行二次開發(fā)，建立了山東省高速公路地基地質(zhì)特征的查詢系統(tǒng)，將山東省的區(qū)域地質(zhì)特征以人機(jī)交互，自動(dòng)查詢的方式展現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)人員面前，為其提供更為便利的服務(wù)。 2.在典型地基土承載力確定方面得到：(1)通過(guò)對(duì)黃河三

9、角洲粉質(zhì)土剛度指數(shù)的分析，發(fā)現(xiàn)基于土體的自身的特性運(yùn)用彈塑性理論公式進(jìn)行計(jì)算地基承載力較為合理，但是所得計(jì)算值還仍然不能滿足工程的需要，應(yīng)當(dāng)作進(jìn)一步的調(diào)整。 (2)以現(xiàn)代黃河三角洲粉質(zhì)土為研究對(duì)象，開展了現(xiàn)場(chǎng)的平板載荷試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)、扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)、單、雙橋靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和室內(nèi)土工試驗(yàn)，根據(jù)各試驗(yàn)的結(jié)果，利用現(xiàn)在通常應(yīng)用的承載力值確定方法，得到了由各種試驗(yàn)方法確定的承載力值，證明各地層間由不同試驗(yàn)方法得到的承載力