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黄泛区(黄河冲积平原区),广泛分布粉粒含量高,含水性高,孔隙比大,塑性指数低,粘聚力小,颗粒级配不均匀的粉性土,在高速公路基础施工中的高填筑路基,压塑性强,容易产生沉降,在施工过程中必须进行沉降和稳定性观测。根据测定数据调整填土速率,预测沉降趋势,确定预压卸载时间、结构物施工时间和路面施工时间。
传统的路基沉降观测方法是预先沿路基安置沉降观测设备,然后在道路施工过程中定期观测其沉降值。这种方法缺点较多,例如成本大、沉降设备安置复杂、只能观测已经安置了沉降设备点位的沉降而无法做连续剖面的沉降观测、无法进行大规模观测等。
在高速公路基础施工过程中,经碾压后的路基将具有不同压实度,且回填路基或者上填沙土与原状路基均存在一定的速度差异,从而为地震方法检测路堤土压实度提供了有利的物性基础。为此我们运用纵波-面波联合勘探的方法,在路基施工的同一路段,不同时间,同时进行纵波-面波勘探和沉降量观测,探索该段沉降量和纵波与面波速度的关系,寻求一种新的工后沉降预测方法。
本文结合连霍高速兰考至刘江段改扩建工程,研究路基沉降观测特征,并开展了地震勘探工作,分析了地震波速变化规律和频散特性,探求同一路段地震波速与路基沉降量之间的关系。主要工作内容和取得成果如下:
(1)研究单点沉降计观测路基沉降的方法技术,观测所选路段的路基沉降数据,并结合路基地质条件,分析沉降量随时间变化的曲线特征。发现了路基沉降量在填土施工不同阶段其变化规律不尽相同。
(2)设计了瑞雷波和折射波联合勘探野外数据采集系统,并采集了4次野外地震数据。
(3)利用地震处理与反演程序,对采集得到的地震数据进行了分离处理,得到试验段纵波速度和横波速度随时间变化不断增强的结论。
(4)对比分析了路基沉降数据和对应地震波速的关系,得出了一些二者的线性拟合关系式和关系图。
(5)根据路基沉降量与地震波速的关系,可以预测后期路基沉降量。