膨胀土地基中扩展基础抗拔试验研究

论文摘要

土体抗拔机理比较复杂，对其研究起步较晚，研究的深度也远不如对土体承压特性的研究，目前还不能完全从理论对其做出合理的阐述。目前国内外对土体抗拔的研究更多地集中在非粘性土体中，因为非粘性土相对于粘性土来讲，影响抗拔承载力的因素较少，土体上拔破坏机理相对明确，对于粘性土而言，其研究相对较少，而对于膨胀土这种比较特殊土体，其抗拔机理研究几乎是空白。 膨胀土是在自然地质过程中形成的一种多裂隙并具有胀缩性的土体，具有吸水膨胀、失水收缩且反复变形的性质，失水时易产生裂缝，具有很高的强度，而遇水时会出现崩解、泥化，土体结构产生破坏，强度降低。膨胀土的上拔及浸水上拔试验研究资料很少，相应规范也未做出具体规定。由于我国膨胀土地层分布广泛，因此对膨胀土进行抗拔性能研究是非常必要的。本文以邯郸——石家庄500KV高压输电线路膨胀土地基载荷试验研究为背景，对膨胀土地基土体抗拔破坏机理、上拔位移、抗拔承载力计算、浸水与不浸水工况承载力变化等进行了研究，完成的主要工作和得出的主要结论如下： 1、膨胀土的抗拔机理与其承压机理相比更加复杂，尤其膨胀土地基具有多裂隙并具有显著胀缩性，对含水量十分敏感，在零外压条件下，遇水即崩解，含水量较高时呈泥浆状，粘聚力和摩擦角将变得很小，影响其抗拔承载力的因素比较多，其抗拔机理也更加复杂。本文采用现场大比例模型试验与原型试验，有效降低了膨胀土的尺寸效应，对膨胀土地基扩展基础的抗拔特性进行了研究，对膨胀土承受上拔荷载作用下的破坏机理进行了分析。 2、现场模型试验采用的承拔钢板分为707×707mm和1000×1000mm两种，钢板厚度分别为25mm和30mm，采用承拔钢板尺寸1倍、2倍、2.5倍及3倍的埋深，同时进行浸水及不浸水参照试验；原型基础采用现浇钢筋混凝土三阶扩展基础，底板尺寸为3000×3000mm，埋深3500mm，基坑均采用原膨胀土分层回填夯实，控制含水量在18％左右，以保证夯实效果。 3、试验采用快速加荷法施加上拔荷载，每级按预估极限荷载的10％施加，接近极限荷载时按预估极限荷载的5％施加，每级荷载持续时间为15～30分钟，每5分钟对土压力传感器、上拔位移、应变仪读数进行一次记录。当基础上拔位移超过0.05mm／5分钟时继续保持荷载不变，但仍按每5分钟读数一次，直到满足5分钟位移量小于0.05mm时施加下一级荷载。 4、通过14次大尺寸模型试验和4次原型试验，分析了膨胀土体的抗拔破坏机理，得出了膨胀土地基中扩展基础的抗拔特性基本上和粘土相同，可以直接作为扩展基础抗拔地基使用，不用再进行处理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状分析与评价
• 1.3 本文所做的研究工作
• 第二章 模型及原型抗拔试验
• 2.1 试验现场地基土体的特性
• 2.2 试验原理
• 2.3 模型试验方案
• 2.4 原型试验方案
• 第三章 试验结果分析
• 3.1 土体破坏机理
• 3.2 土体抗拔极限承载力
• 3.3 土体浸水与不浸水抗拔极限承载力比较
• 第四章 开挖回填式基础抗拔承载力计算方法探讨
• 4.1 引言
• 4.2 抗拔试验成果的统计
• 4.3 抗拔资料理论分析
• 4.4 开挖回填式浅埋基础上拔承载力计算方法的探讨
• 第五章 结论及有待进一步研究的问题
• 5.1 结论
• 5.2 开展进一步研究的设想
• 参考文献
• 致谢
• 附录