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、本學位論文以山東省交通廳科技基金項目“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，旨在研究對山東省公路地基工程地質(zhì)特征有一全面的認識，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)合實際公路勘察項目，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。 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)特征對高速公路的設

2、計或建設十分必要；確定研究區(qū)地基承載力較復雜。傳統(tǒng)意義上確定地基承載力方法已經(jīng)相當成熟，由于傳統(tǒng)方法中存在大量的假設，各地的地質(zhì)背景差異，使得目前實際工程當中提供的地基承載力值偏低或偏高，造成不必要的浪費或工程隱患。針對不同區(qū)域準確確定承載力是非常必要的。 論文從6個部分開展工作，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)的物理力學指標的取值區(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，主要進行以下研究內(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研究區(qū)和六個研究亞

4、區(qū)，給出各個研究亞區(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)計分析3957個樣本點，得到各研究區(qū)典型地層的地基承載力取值范圍和9個物理力學指標的標準值；利用ARCVIEW和VisualBasic開發(fā)山東省區(qū)域地質(zhì)特征查詢系統(tǒng)；對黃河三角洲粉質(zhì)土，結(jié)合威烏高速公路實際工程開展平板載荷試驗、螺旋板載荷試驗、扁鏟側(cè)脹試驗、單橋靜力觸探試驗、雙橋靜力觸探試驗、標準貫入試驗及有關(guān)室內(nèi)土工試驗。 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，整個研究區(qū)域劃分為堅硬巖漿巖亞區(qū)、堅硬半堅硬沉積巖亞區(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)六個研究亞區(qū)。 (2)山東地區(qū)巖土的物理力學指標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)的土體的物理力學指標的標準值分布比較不均勻；對于任何一種統(tǒng)計指標，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、各項指標的變異系數(shù)值大體可分為3個檔次：干密度的變異系數(shù)最小，除個別土層外，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；細砂100～2

7、00kPa；粉細砂90～160kPa；粉砂90～190kPa；中砂120～200kPa；中粗砂150～220kPa；粗砂120～400kPa；強風化粉砂巖400～500kPa；強風化煌斑巖300～450kPa；強風化花崗巖280～1800kPa；強風化細砂巖240～260kPa；強風化頁巖250～300kPa；弱風化粉砂巖320～450kPa；弱風化煌斑巖450～600kPa；弱風化花崗巖600～4200kPa；弱風化石灰?guī)r1200～2

8、500kPa；弱風化頁巖600～800kPa；微風化粉砂巖400～500kPa；微風化花崗巖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)特征以人機交互，自動查詢的方式展現(xiàn)在工程設計人員面前，為其提供更為便利的服務。 2.在典型地基土承載力確定方面得到：(1)通過對黃河三

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用彈塑性理論公式進行計算地基承載力較為合理，但是所得計算值還仍然不能滿足工程的需要，應當作進一步的調(diào)整。 (2)以現(xiàn)代黃河三角洲粉質(zhì)土為研究對象，開展了現(xiàn)場的平板載荷試驗、螺旋板載荷試驗、扁鏟側(cè)脹試驗、單、雙橋靜力觸探試驗、標準貫入試驗和室內(nèi)土工試驗，根據(jù)各試驗的結(jié)果，利用現(xiàn)在通常應用的承載力值確定方法，得到了由各種試驗方法確定的承載力值，證明各地層間由不同試驗方法得到的承載力