山东高速公路沿线区域地质特征及典型地基土承载力确定研究
本学位论文以山东省交通厅科技基金项目“山东高速公路沿线区域地质特征及典型地基土承载力确定研究”为依托，旨在研究对山东省公路地基工程地质特征有一全面的认识，为山东省高速公路选线决策支持系统开发提供依据；论文结合实际公路勘察项目，选择山东省典型公路地基土——现代黄河三角洲沉积土，为地区性地基勘察规范的制定奠定基础。
山东省地形地貌变化大，地质构造比较发育，存在大量的构造、凹陷等地质特征，全面系统地了解研究区区域地质特征对高速公路的设计或建设十分必要；确定研究区地基承载力较复杂。传统意义上确定地基承载力方法已经相当成熟，由于传统方法中存在大量的假设，各地的地质背景差异，使得目前实际工程当中提供的地基承载力值偏低或偏高，造成不必要的浪费或工程隐患。针对不同区域准确确定承载力是非常必要的。
论文从6个部分开展工作，第一部分介绍论文研究的意义、现状及研究思路；第二部分介绍山东省的区域地质特征；第三部分介绍山东省区域地质分区及各分区范围内常见地基土的地基承载力取值范围和与地基承载力密切相关的物理力学指标的取值区间；第四部分介绍基于GIS技术建立的山东省区域地质特征查询系统；第五部分介绍一种典型地基土——黄河三角洲粉质土地基承载力的确定研究；第六部分介绍本论文的结论和尚存不足。
为获得满意的成果，主要进行以下研究内容：分析研究山东省的地形地貌特征、地层岩性特征、地质构造特征、地下水特征、地质灾害特征及第四系分布特征等，全面系统地了解了山东省的区域地质特征；将山东省划分为两个研究区和六个研究亚区，给出各个研究亚区的工程地质特征和典型地层柱状图；根据山东省已建高速公路的工程勘察资料，统计分析3957个样本点，得到各研究区典型地层的地基承载力取值范围和9个物理力学指标的标准值；利用ARCVIEW和VisualBasic开发山东省区域地质特征查询系统；对黄河三角洲粉质土，结合威乌高速公路实际工程开展平板载荷试验、螺旋板载荷试验、扁铲侧胀试验、单桥静力触探试验、双桥静力触探试验、标准贯入试验及有关室内土工试验。
本论文主要得到以下研究成果和结论：1.在区域地质特征方面得到：(1)结合山东省的区域地质特征，整个研究区域划分为坚硬岩浆岩亚区、坚硬半坚硬沉积岩亚区、平原河谷冲洪积亚区、滨海冲积海积亚区、山前冲洪积亚区及山前残积坡积亚区六个研究亚区。
(2)山东地区岩土的物理力学指标的取值范围主要受地层特征和地质分区特征影响较大，不同地质分区的土体的物理力学指标的标准值分布比较不均匀；对于任何一种统计指标，综合各层得到的变异系数通常都大于每一层的变异系数；各项指标的变异系数值大体可分为3个档次：干密度的变异系数最小，除个别土层外，其值均小于0.1，孔隙比、含水量、塑限和液限的变异系数较大，其值在0.1～0.5之间，液性指数、压缩系数、粘聚力和内摩擦角的变异系数最大，其值在0.5～0.9之间。
(3)得到山东省典型土体地基承载力的取值范围：素填土80～120kPa;淤泥质土80～140kPa；粘土90～280kPa；亚粘土80～260kPa；亚砂土80～240kPa；细砂100～200kPa；粉细砂90～160kPa；粉砂90～190kPa；中砂120～200kPa；中粗砂150～220kPa；粗砂120～400kPa；强风化粉砂岩400～500kPa；强风化煌斑岩300～450kPa；强风化花岗岩280～1800kPa；强风化细砂岩240～260kPa；强风化页岩250～300kPa；弱风化粉砂岩320～450kPa；弱风化煌斑岩450～600kPa；弱风化花岗岩600～4200kPa；弱风化石灰岩1200～2500kPa；弱风化页岩600～800kPa；微风化粉砂岩400～500kPa；微风化花岗岩1200～5000kPa；石灰岩2000～3000kPa。
(4)以ArcView和VisualBasic等软件为开发工具进行二次开发，建立了山东省高速公路地基地质特征的查询系统，将山东省的区域地质特征以人机交互，自动查询的方式展现在工程设计人员面前，为其提供更为便利的服务。
2.在典型地基土承载力确定方面得到：(1)通过对黄河三角洲粉质土刚度指数的分析，发现基于土体的自身的特性运用弹塑性理论公式进行计算地基承载力较为合理，但是所得计算值还仍然不能满足工程的需要，应当作进一步的调整。
(2)以现代黄河三角洲粉质土为研究对象，开展了现场的平板载荷试验、螺旋板载荷试验、扁铲侧胀试验、单、双桥静力触探试验、标准贯入试验和室内土工试验，根据各试验的结果，利用现在通常应用的承载力值确定方法，得到了由各种试验方法确定的承载力值，证明各地层间由不同试验方法得到的承载力值存在较大的差异性，给工程带来了不必要的隐忧和浪费。
(3)以平板载荷试验、螺旋板载荷试验和扁铲侧胀试验确定的地基承载力特征值为依据，以静力触探试验、标准贯入试验和室内土工试验结果中的承载力确定参数为变量，通过多元回归的方法，得到了现代黄河三角洲粉质土静力触探试验、标准贯入试验和室内土工试验方法的承载力值的确定经验公式，经检验基本可以满足需要。
高速公路;地质特征;查询系统;地基承载力
中国海洋大学
硕士
环境工程
单红仙
2005
中文
U412.366;TU312
95
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）