湿陷性黄土区高速铁路地基路基沉降控制技术研究

　　机 械 工 业 出 版 社本书以科技部科研院所技术开发研究专项资金项目“湿陷性黄土区高速铁路地基路基沉降控制技术”等课题研究成果为依托，论述了郑西高速铁路黄土重大工程地质问题、黄土区域工程地质环境及黄土场地的工程地质特性；系统介绍了黄土场地浸水试验设计、试验结果分析，黄土场地湿陷敏感性研究，黄土场地湿陷性的定量评价与预测；提出了郑西高速铁路沿线黄土的湿陷性评价科学结论和地基处理措施建议，湿陷性黄土地基处理及路基填筑压实质量的检测标准，并结合试验工程进行了沉降观测和评价分析。本书结合时速350km高速铁路开展的大规模黄土地基现场浸水试验、原型地基处理及沉降变形监测与沉降控制技术试验等科研成果，不仅对湿陷性黄土区首次修建的郑西高速铁路具有重要的理论意义和应用价值，也对黄土地区后续新建和通车运营的高速铁路或其他类似重大工程的设计、施工和维护提供了可靠的理论参考和实践指导。本书可供从事黄土区铁路工程、公路工程及其他重大工程设计、施工和科研人员使用，也可作为大专院校师生的参考书。

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前言
第1章绪论1
1.1国内外黄土工程地质研究进展3
1.1.1黄土的地质特征3
1.1.2黄土的工程性质6
1.1.3黄土湿陷性的有关研究8
1.1.4黄土湿陷性评价12
1.1.5黄土浸水试验研究14
1.1.6黄土地基工程15
1.1.7黄土路基工程16
1.2郑西高速铁路黄土重大工程地质问题17
1.2.1湿陷性黄土对郑西高速铁路路基工程的影响17
1.2.2国家规范对甲类建筑的有关要求18
1.2.3有关修正系数β0的区域代表性问题18
1.2.4目前勘探资料与已有认识的差别问题19
1.2.5湿陷性黄土地基处理问题20
1.2.6黄土填料的改良与压实问题20
1.2.7黄土路基工后沉降评估问题20
1.3试验研究目标和主要研究内容21
1.3.1试验研究目标21
1.3.2主要研究内容22
1.4技术路线、关键技术与创新点23
1.4.1技术路线23
1.4.2关键技术23
1.4.3创新点25
第2章郑西高速铁路黄土区域工程地质环境27
2.1自然地理概况27
2.1.1地理位置27
2.1.2地形地貌27
2.1.3气候与水文35
2.1.4地震35
2.2地层岩性36
2.2.1郑州—渑池段38
2.2.2渑池—灵宝段39
2.2.3灵宝—西安段40
2.3地质构造41
2.3.1郑州—渑池段41
2.3.2渑池—灵宝段44
2.3.3灵宝—西安段45
2.4水文地质特征46
2.4.1郑州—渑池段46
2.4.2渑池—灵宝段47
2.4.3灵宝—西安段48
2.5区域工程地质环境特征综述48
第3章郑西高速铁路黄土工程地质特性研究50
3.1郑西高速铁路黄土的分布特征50
3.2黄土的物质成分51
3.3黄土的结构特征53
3.4试验场地工程地质条件分析56
3.4.1DK58+320试验场地56
3.4.2DK92+200试验场地61
3.4.3DK246+500试验场地66
3.4.4DK287+000试验场地71
3.4.5DK300+800试验场地77
3.4.6DK315+650试验场地81
3.4.7DK346+950试验场地87
3.4.8DK354+150试验场地91
3.5试验场地黄土物理力学性质指标综合研究96
3.6试验场地黄土湿陷性初步评价101
3.6.1黄土湿陷系数101
3.6.2湿陷量计算及湿陷性初步评价110
3.7小结113
第4章湿陷性黄土场地浸水试验设计115
4.1试坑设计和测点布设115
4.1.1试坑设计和测点布设原则115
4.1.2各试验场地试坑设计与测点布设116
4.2观测项目与现场测试122
4.2.1沉降观测情况122
4.2.2注水量观测124
4.2.3土层含水率对比测试125
4.2.4裂缝观测方法125
4.2.5试验终止条件125
4.3浸水试验实施与结果125
4.4浸水试验专利技术127
4.4.1专利内容127
4.4.2附图说明128
4.4.3具体实施方式132
4.5小结132
第5章湿陷性黄土场地浸水试验分析研究134
5.1地表沉降变形特征与分析134
5.1.1地表单天沉降变形特征与分析134
5.1.2地表累计沉降变形特征与分析142
5.1.3停水后地表沉降特征150
5.1.4自重湿陷量大于15mm的平面范围与时间特征151
5.1.5自重湿陷量完成进度对比分析151
5.1.6地表累计沉降变形随时间变化规律的函数拟合分析153
5.1.7因地区土质而异的修正系数β0的实测值159
5.1.8试验场地黄土的湿陷性评价160
5.1.9小结174
5.2深部沉降变形特征与分析175
5.2.1单天深部沉降变形特征与分析175
5.2.2深部累计沉降变形特征与分析178
5.2.3小结184
5.3地表裂缝的发展变化特征185
5.3.1典型试验场地的地表裂缝发生发展规律和形态特征185
5.3.2地表裂缝的发生发展规律和形态特征综合对比分析186
5.4浸水影响范围分析190
5.4.1含水率变化范围分析190
5.4.2土中水的消散过程分析195
5.4.3浸水影响范围分析195
5.4.4试坑浸水在径向的优势渗流方向分析196
5.4.5小结198
第6章黄土场地的湿陷敏感性研究199
6.1黄土场地湿陷敏感性的定性评价200
6.2用K′值法评价黄土场地的湿陷敏感性200
6.3用K0值法评价黄土场地的湿陷敏感性202
6.4用“视湿陷速率”法评价黄土场地的湿陷敏感性203
6.5小结204
第7章黄土湿陷性定量评价与预测206
7.1黄土湿陷性影响因素及分析207
7.1.1因子分析207
7.1.2相关性分析207
7.2湿陷性评价209
7.2.1黄土湿陷性相关分析209
7.2.2神经网络BP模型210
7.2.3黄土湿陷性定量评价211
7.3黄土湿陷评价与预测213
第8章郑西高速铁路沿线黄土的湿陷性评价及地基处理措施建议216
8.1郑西高速铁路沿线黄土的湿陷性评价216
8.2湿陷性黄土地基处理措施建议219
第9章湿陷性黄土地基处理与黄土改良路基试验工程223
9.1湿陷性黄土地基处理与黄土改良路基试验工程设计223
9.1.1试验场地工程地质条件224
9.1.2湿陷性黄土地基处理与黄土改良路基试验工程设计概况226
9.2黄土地基质量检测与评价227
9.2.1黄土复合地基质量检测指标和标准228
9.2.2黄土复合地基质量检测结果评价228
9.2.3小结236
9.3黄土改良路基质量检测与评价236
9.3.1黄土改良路基质量检测指标和标准236
9.3.2黄土改良路基质量检测结果评价237
9.4湿陷性黄土试验路基工程沉降观测与分析240
9.4.1路基沉降观测240
9.4.2路基沉降观测数据分析244
9.5湿陷性黄土试验路基沉降预测250
9.5.1路基沉降预测方法250
9.5.2路基沉降预测分析251
第10章结语253
参考文献260