简介： 成果简介： 1、微团聚体和团粒共同构成草甸土的微观结构。草甸土明显见到管状的植物根茎和藻类植物的遗骸，土颗粒的形状多为管状或残缺管状体，孔隙很大而且大部分多有连通。草甸土的矿物成分含有某种磷酸硅铝矿，具有六元环至十二元环孔道结构。这种结构造成草甸土的多孔结构，容易使草甸土具有高压缩性，含水量大、强度低等特点。 2、草甸土的孔隙特点，如种类、大小和形状等对其物理力学性质的影响较大。草甸土土体渗透具有高度的不均匀性和各向异性。草甸土的内摩擦角小，粘聚力较低，抗剪强度较低。 3、确定草甸土地基强夯置换施工所用参数包括单击夯击能、夯点夯击次数、有效加固深度、夯击遍数、夯点位置及间距、两遍夯击间隔时间等。通过现场试验以及检测数据表明强夯置换法处理草甸土地基取得良好效果，经济效益明显。 4、通过草甸土地基、路基和路面的三维有限元模型，分析表明草甸土路基中应力随着路基深度的增加而衰减。路基动应力峰值随着行车速度的增加而增大。不论是路基还是面层，随着距离荷载作用点沿深度方向的增加，交通荷载作用下动位移衰减较快。   成果创新性： 1、通过对湿地草甸土进行微观结构分析发现微团聚体和团粒共同构成草甸土的微观结构。草甸土明显见到管状的植物根茎和藻类植物的遗骸，土颗粒的形状多为管状或残缺管状体，孔隙很大而且大部分多有连通。草甸土的矿物成分含有某种磷酸硅铝矿，它是由SiO2，AlO2-，PO2+三种四面体单元构成的微孔型晶体，具有六元环至十二元环孔道结构。这种结构造成草甸土的多孔结构，容易使草甸土具有高压缩性，含水量大、强度低等特点。 2、研究草甸土路基强夯动力固结原理、强夯加固机理以及草甸土路基强夯动力置换原理。探讨强夯置换法处理草甸土路基的技术、设备、工艺。确定草甸土路基强夯置换施工所用参数包括单击夯击能、夯点夯击次数、有效加固深度、夯击遍数、夯点位置及间距、两遍夯击间隔时间等。 3、通过地基、路基和路面的三维有限元模型，分析表明草甸土路基中应力随着路基深度的增加而衰减。路基动应力峰值随着行车速度的增加而增大，但增大的程度不是很明显，行车速度变化对车辆的所受动力激励的影响不明显。不论是路基还是面层，随着距离荷载作用点沿深度方向的增加，交通荷载作用下动位移衰减较快。   成果独占性： 　　首先分析湿地草甸土的微观结构，提出微团聚体和团粒共同构成草甸土的微观结构。草甸土明显见到管状的植物根茎和藻类植物的遗骸，土颗粒的形状多为管状或残缺管状体，孔隙很大而且大部分多有连通。草甸土的矿物成分含有某种磷酸硅铝矿，具有六元环至十二元环孔道结构。这种结构造成草甸土的多孔结构，容易使草甸土具有高压缩性，含水量大、强度低等特点。针对具有这些特性草炭土的地基，采用强夯置换法进行处理。本课题探讨了草甸土地基强夯动力固结原理、强夯加固机理以及草甸土地基强夯动力置换原理。研究强夯置换法处理草甸土地基的技术、设备、工艺。确定草甸土地基强夯置换施工所用参数包括单击夯击能、夯点夯击次数、有效加固深度、夯击遍数、夯点位置及间距、两遍夯击间隔时间等。   成果盈利性： 　　本课题首先分析了湿地草甸土的微观结构，发现微团聚体和团粒共同构成草甸土的微观结构。草甸土明显见到管状的植物根茎和藻类植物的遗骸，土颗粒的形状多为管状或残缺管状体，孔隙很大而且大部分多有连通。草甸土的矿物成分含有某种磷酸硅铝矿，具有六元环至十二元环孔道结构。这种结构造成草甸土的多孔结构，容易使草甸土具有高压缩性，含水量大、强度低等特点。针对具有这些特性草炭土的地基，采用强夯置换法进行处理。本课题探讨了草甸土地基强夯动力固结原理、强夯加固机理以及草甸土地基强夯动力置换原理。研究强夯置换法处理草甸土地基的技术、设备、工艺。确定草甸土地基强夯置换施工所用参数包括单击夯击能、夯点夯击次数、有效加固深度、夯击遍数、夯点位置及间距、两遍夯击间隔时间等。根据该研究成果，在张承高速公路二期G标段草甸土地基处理中得到成功应用，采用了合适的处理方法和施工工艺，保证了草甸土路基的稳定性，减少了草甸土地基引起的变形，减轻了由于施工造成的环境污染，实现综合效益约480万元。   成果持续性： 　　课题得到强夯置换施工所用参数包括单击夯击能、夯点夯击次数、有效加固深度、夯击遍数、夯点位置及间距、两遍夯击间隔时间等都应用到张承高速公路二期G标段草甸土地基的处理。强夯置换施工时第1、2遍为点夯，夯点布置成正方向。夯点间距为6m，为了使深层土得以加固，第一遍夯击点的间距要大。第二遍夯点布置在上一遍夯点的中间，第三遍为满夯，是以较低的夯击能进行夯击，彼此重迭搭接，搭接四分之一锤径，用以确保地表土的均匀性和较高的密实度，夯点布置和间距以6米正方形排列。强夯完成后，对地基加固效果进行检测。取得各种数据，与夯前原位测试相比较，以检验强夯效果。经过强夯置换法处理草甸土地基后，通过对不同观测点部位的监测发现，不同观测点累计沉降值在经过一段时间后基本上都稳定了，不再增加。说明强夯置换法处理草甸土地基达到预期效果。   成果先进性： 季冻区公路湿地路基稳定性与沉降控制技术研究成经河北省科学技术情报研究院的科技查新，结果显示： 1、草甸土的微观结构由微团聚体和团粒共同构成，其矿物成分含有某种磷酸硅铝矿，其晶体具有六元环至十二元环孔道结构，这种结构造成草甸土的多孔结构。具有高压缩性，含水量大、强度低等特点。 2、针对草甸土路基提出用强夯置换法进行处理，给出了强夯置换法处理草甸土路基的技术、设备、工艺，确定了草甸土路基强夯置换施工所用技术参数，包括单击夯击能、夯点夯击次数、有效加固深度、夯击遍数、夯点位置及间距、两遍夯击间隔时间等。 3、通过建立交通荷载作用下草甸土地基、路基和路面的三维仿真模型对稳定性和变形进行分析，结果表明草甸土路基中应力随着路基深度的增加而衰减，路基中动应力峰值随着行车速度的增加而增大。以上内容，在国内文献中未见相同报道。   成熟度：09、系统级：产品实际通过任务运行的成功考验   市场分析： 　　张承高速公路穿越沽源湿地，在沽源湿地分布着草甸土。由于沽源湿地地形、地貌、水文地质和气候条件等特点，以及草甸土物理化学、力学工程特性和冻胀特性，可能会导致软弱草甸土段路基路面存在不均匀沉陷、塌陷、开裂、冻胀和翻浆等病害和隐患。虽然国内部分公路对草甸土不良地质地段路基采取了部分挖除换填、直接填筑等常规工程对策，但建成后通车运营表明，路基仍出现不同程度的病害，致使路面早期破坏严重，维修养护投入巨大。所以，针对季冻区湿地草甸土段路基存在的病害和隐患，解决与公路基础设施建设发展中的矛盾，深入开展季冻区公路湿地路基稳定性与沉降控制技术研究的研究是非常必要的，也是迫切的。 研究成果可提高这一地区公路的使用寿命，降低养护维修费用和车辆的营运成本，从而促进区域的资源开发和社会经济的发展，同时为路基设计施工规范的完善和修订提供可靠的技术依据，必将带来显著的社会经济效益。   商业模式分析： 　　首先分析了湿地草甸土的微观结构，发现微团聚体和团粒共同构成草甸土的微观结构。草甸土明显见到管状的植物根茎和藻类植物的遗骸，土颗粒的形状多为管状或残缺管状体，孔隙很大而且大部分多有连通。草甸土的矿物成分含有某种磷酸硅铝矿，具有六元环至十二元环孔道结构。这种结构造成草甸土的多孔结构，容易使草甸土具有高压缩性，含水量大、强度低等特点。针对具有这些特性草炭土的地基，采用强夯置换法进行处理。本课题探讨了草甸土地基强夯动力固结原理、强夯加固机理以及草甸土地基强夯动力置换原理。研究强夯置换法处理草甸土地基的技术、设备、工艺。确定草甸土地基强夯置换施工所用参数包括单击夯击能、夯点夯击次数、有效加固深度、夯击遍数、夯点位置及间距、两遍夯击间隔时间等。根据该研究成果，在张承高速公路二期G标段草甸土地基处理中得到成功应用，采用了合适的处理方法和施工工艺，保证了草甸土路基的稳定性，减少了草甸土地基引起的变形，减轻了由于施工造成的环境污染，实现综合效益约480万元。   营销状况： 　　张承高速公路二期G标段G标段地基主要是软弱土和湿地草甸土，在这之上修建高速公路，必须对地基进行处理。根据张承高速公路二期草甸土地基特点和实际情况，为满足工后沉降要求和路基稳定，对软基处理的各种方案的经济、技术进行了比较，最后选择强夯处理方案。确定了强夯置换施工所用参数包括单击夯击能、夯点夯击次数、有效加固深度、夯击遍数、夯点位置及间距、两遍夯击间隔时间等都应用到张承高速公路二期G标段草甸土地基的处理。强夯置换施工时第1、2遍为点夯，夯点布置成正方向。夯点间距为6m，为了使深层土得以加固，第一遍夯击点的间距要大。第二遍夯点布置在上一遍夯点的中间，第三遍为满夯，是以较低的夯击能进行夯击，彼此重迭搭接，搭接四分之一锤径，用以确保地表土的均匀性和较高的密实度，夯点布置和间距以6米正方形排列。强夯完成后，对地基加固效果进行检测。取得各种数据，与夯前原位测试相比较，以检验强夯效果。经过强夯置换法处理草甸土地基后，通过对不同观测点部位的监测发现，不同观测点累计沉降值在经过一段时间后基本上都稳定了，不再增加。说明强夯置换法处理草甸土地基达到预期效果。