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黄泛盐渍土地区路基水盐迁移及隔断技术研究
| 论文题名： | 黄泛盐渍土地区路基水盐迁移及隔断技术研究 |
| 关键词： | 高速公路;路基工程;黄泛区盐渍土;水盐迁移;隔断技术 |
| 摘要： | 黄泛盐渍土地区地下水矿化度高且埋深较浅,水分和盐分在毛细作用下的迁移导致新填筑的非盐渍土路基发生次生盐渍化,致使路基易发生溶蚀、盐胀和冻胀等病害,严重影响道路的稳定性和耐久性。本文通过填筑粉土路基模型以及竖管试验对不同地下水埋深及矿化度条件下路基内水分和盐分的迁移及聚集规律进行试验研究,并通过对Richards方程和溶质运移方程的耦合求解探讨路基水盐运移的影响因素及土工布隔断效果。试验及数值模拟结果表明: (1)发达的毛细管通道、水分的运动、盐分的存在以及蒸发作用构成了水盐迁移和聚集的必要条件。受毛细水作用和蒸发作用影响的边坡以及路基顶部成为聚盐的主要区域,该区域的含盐量是路基内部含盐量的二到四倍,盐分主要以固体结晶的形式存在。因此,这些区域也是盐渍土地区路基处治的关键位置。 (2)地下水埋深深度、矿化度以及蒸发强度对路基水分和盐分的运移以及分布具有重要影响。随着地下水埋深深度的增加,离地表相同高度处的含水率和含盐量呈现减小的趋势;在地下水矿化度为15g/L的条件下,要使竖管顶部及路基边坡不产生聚盐,地下水最小埋深深度为290cm,该深度即为地下水临界深度。随着地下水矿化度的增加,含水率呈现先增大后不变的趋势,含盐量始终呈现增大趋势,且含盐量与地下水矿化度的线性关系显著。蒸发强度的增大,可以使得边坡处聚盐量急剧增加,且聚盐深度增大。 (3)使用多场耦合软件COMSOLMultiphysics对水分运动方程和盐分运动方程进行联合求解,所得的数值模拟结果在水分分布和盐分聚集规律方面与室内试验结果的分布规律一致。隔断处治方案的模拟结果表明,局部隔断的处治方案能够有效减小边坡的聚盐浓度。在地下水埋深较深且路基设计高度较高的地区,可以在基底采用局部隔断的处治方案对路基进行隔断处治。在地下水埋深较浅、矿化度高且路堤较矮的情况下,在路基内部应采用全隔断的处治措施,并需加强坡脚处治。 依托滨德高速公路工程,基于地下水文条件以及路基水分分布和盐分迁移、聚集特点,有针对性地提出黄泛盐渍土地区路基隔断处治方案,从而确保黄泛盐渍土地区路基的稳定性。 |
| 作者： | 张堃 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 商庆森 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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