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大型输水渠道膨胀土(岩)渠段实体问题处理研究

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广东广州

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作者何向东[等]著

出版社黄河水利出版社

ISBN9787550930933

出版时间2021-09

装帧平装

开本16开

定价65元

货号11473150

上书时间2024-10-26

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商品详情

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商品描述: 目录
第1章绪论(1) 1.1膨胀土(岩)国内外研究概况(1) 1.2膨胀土(岩)渠道设计所面临的主要问题(4) 1.3膨胀土(岩)渠道主要实体问题(5) 第2章渠道设计原则及输水断面结构形式(6) 2.1渠道断面布置(6) 2.2渠基防渗排水设计(21) 第3章边坡稳定设计分析方法(28) 3.1膨胀土边坡稳定复核存在的问题(29) 3.2典型膨胀土渠段稳定分析(37) 3.3膨胀土(岩)渠道设计要点(48) 第4章安全监测(51) 4.1膨胀土(岩)渠道安全运行所面临的主要问题(51) 4.2渠道安全监测设备及选型(53) 4.3监测仪器布置原则、埋设方法及典型监测断面布置(57) 第5章膨胀土(岩)渠段的工程现状及南水北调中线膨胀土(岩)渠段概况(63) 5.1膨胀土(岩)边坡的破坏特征及研究现状(63) 5.2南水北调中线工程中的膨胀土(岩)渠段(76) 第6章膨胀土(岩)渠段常见的实体问题及原因分析(89) 6.1膨胀土(岩)渠段常见实体问题分类(89) 6.2膨胀土(岩)渠段边坡坡体破坏问题(90) 6.3膨胀土(岩)渠段边坡坡面防护结构破坏问题(102) 6.4膨胀土(岩)渠段边坡坡顶防护结构破坏问题(109) 6.5膨胀土(岩)渠段实体风险点防控的必要性(111) 第7章膨胀土(岩)渠段实体问题研判(113) 7.1实体问题的研判原则(113) 7.2膨胀土(岩)边坡坡体破坏问题研判(114) 7.3膨胀土(岩)边坡坡面防护结构破坏问题研判(116) 7.4膨胀土(岩)边坡坡顶防护结构破坏问题研判(119) 第8章膨胀土(岩)渠段监测资料的分析与研判(120) 8.1监测资料分析内容及方法(120) 8.2监测数据异常分类及风险研判(124) 8.3监测异常情况处置(125) 8.4典型案例分析(126) 8.5小结(141) 第9章膨胀土(岩)渠段实体问题的处理流程及措施建议(142) 9.1实体问题的防控及处理原则(142) 9.2膨胀土(岩)边坡坡体破坏类风险点防控及处理(142) 9.3膨胀土(岩)边坡坡面防护结构破坏类风险点防控及处理(150) 9.4膨胀土(岩)边坡坡顶防护结构破坏类风险点防控及处理(154) 9.5典型实体问题的工程实例(155) 参考文献(164)

内容摘要
第1章绪论
1.1膨胀土（岩）国内外研究概况
膨胀土（岩）主要是由强亲水性黏土矿物组成，具有膨胀结构性、多裂隙性、强胀缩性和强度衰减性的高塑性黏土。它的重要特征包括：①由膨胀性黏土矿物组成（主要是蒙脱石和伊利石）：②膨胀结构性（包括晶格膨胀）；③多裂隙性及其各种形态裂隙组合；④较强烈的胀缩性，且膨胀时产生膨胀压力；⑤强度衰减性；⑥超固结性；⑦对气候和水因素的敏感性：⑧对工程建筑物的成群破坏性。
膨胀土（岩）在天然状态下常处于非饱和状态，对气候和水因素有较强的敏感性，这种敏感性对工程建筑物会产生严重的危害。膨胀变形引起建筑物的破坏形态繁多，几乎无所不包。膨胀土（岩）给工程建筑物带来的危害，既表现在地表建筑物上，也反映在地下工程中。它不仅包括铁路、公路、渠道的所有边坡、路面和基床，也包括房屋基础、地坪，同时包括地下洞室及隧道围岩、衬砌，甚至还包括这些工程中所采取的稳定性措施，如护坡、挡土墙和桩等。而且这种破坏常常具有多次反复性和长期潜在的危害性，采取工程措施后工程造价显著提高，因而国际工程界称膨胀土（岩）为“隐藏的灾害”或“难对付的土”。迄今已有40多个国家和地区报道了有关膨胀土（岩）问题造成的危害，尤其是在中国、美国、加拿大、澳大利亚、印度、南非和以色列，膨胀土（岩）的分布极广，危害更大。
膨胀土（岩）问题在20世纪30年代开始被工程师所认识和重视，工程界逐渐领悟到在膨胀土（岩）地区修建的工程建筑物所经受的变形破坏有别于其他类型的岩土。在20世纪40年代至50年代初期，由于受当时科技水平的限制，人们只是对膨胀土（岩）所造成的工程破坏现象进行初步分析，然后加以处理，而对膨胀土（岩）极为复杂的物理化学和力学特性却知之甚少。
20廿纪50年代以来，生产技术的飞速发展和人类工程活动范围扩大，为膨胀土（岩）研究提供了丰富的材料。这一时期各国对膨胀土（岩）的研究一方面着重对建造在膨胀土（岩）上的建筑物的稳定性分析，进而探讨各种变形破坏的性质与原因，研究建筑物的补救措施；另一方面是重点研究膨胀土（岩）的物质成分及其工程地质性质、膨胀机制等基本理论的探索。还通过大量的调查勘探和试验研究，提出了许多鉴别膨胀土（岩）的方法和标准以及评价原则。这一系列研究成果的取得为膨胀土（岩）研究科学发展打下了坚实的基础。
20世纪60年代以来，膨胀土（岩）研究受到广泛重视而迅速发展，而且从一些国家或地区的研究逐渐发展成为世界性的共同课题。1965年第一届国际膨胀土（岩）会议在美国的得克萨斯州举行，主要在“覆盖地区湿度平衡及湿度变化”和“膨胀土（岩）湿度变化的工程效应”两个总题下讨论了环境因素、有效应力及有关因素的变化、膨胀土（岩）地基的力学特性等内容。1969年第二届国际膨胀土（岩）会议仍在美国的得克萨斯州举行，这次会议着重讨论了膨胀土（岩）的概念，标志着理解问题有了新的进展。但由于膨胀土（岩）的复杂性和对这种土所引起的工程问题缺乏有效的解决办法，未能系统制定全世界适用的一般总则。这一时期尽管膨胀土（岩）的研究从理论到实践都还不够成熟，但是，它标志着岩土工程及工程地质中的一个新的研究领域的形成。
20世纪七八十年代是全世界膨胀土（岩）研究蓬勃发展的时期，曾在世界范围内形成研究的热潮。对膨胀土（岩）试验的概念和分析方法、膨胀土（岩）的现场研究和环境影响，膨胀土（岩）地基处理以及膨胀土（岩）上基础的专门设计和施工方法等问题进行了深入的研究。许多国家为统一对膨胀土（岩）的认识，制定了共同遵循的设计原则和工程措施，并先后颁发了各种国家级的标准化文件与规范。在国际土力学及基础工程学会下设了膨胀岩土专业委员会。这期间，国际性的膨胀土（岩）会议召开了四届，区域性土的国际会议以及土力学和基础工程国际会议中有大量的有关膨胀土（岩）的研究论文发表。这些研究成果既为各国经济建设提供了技术支持，也有力地推动了膨胀土（岩）研究的方向发展。与此同时，这一期间大量的实践经验证明，采用传统的土力学理论已难以有效地解决膨胀土（岩）引起的特殊问题。
20世纪90年代以来，非饱和土的研究在国际上受到愈来愈多的关注，并开始形成独立的土力学分文，作为区域性土米研究的膨胀土（岩）、残积土、湿陷性黄土等均纳入非饱和土的范畴，人们开始应用非饱和土力学理论来研究和解决膨胀土（岩）及残积土有关的工程问题。由于非饱和土理论的快速发展以及人们对其用于解决特殊土问题尤其是膨胀土（岩）问题的积极态度，从第七届国际膨胀土（岩）会议后，膨胀土（岩）国际会议改名为国际非饱和土会议。
我国是世界上膨胀土（岩）分布面积最广的国家之一，膨胀土（岩）分布的面积超过100000km2。我国膨胀土（岩）的研究始于20世纪50年代，主要由于当时兴修的铁路（如四川成渝铁路）沿线发生膨胀土（岩）路基滑坡非常普遍而引起重视。60年代以来水利灌溉工程（如安徽淠史杭灌渠）、几条重要的铁路干线（如太焦铁路詹东段、成昆铁路）以及工业与民用建筑物（如湖北郧县县城的迁址）的修建和运行中也普遍遭到膨胀土（岩）的破坏问题。所有这些膨胀土（岩）地区的工程实践都为认识膨胀土（岩）和系统开展膨胀土（岩）的研究积累了比较丰富的资料。但当时主要集中于工程危害的处理上，少量的、较为基础性的研究也大都带有经验性和半经验性的特点。直至70年代初，我国才开始有组织、有计划地在全国范围内开展大规模膨胀土（岩）普查工作，在此基础上开展了膨胀土（岩）试验与研究工作。在膨胀土（岩）的判别方法、膨胀土（岩）建筑场地的综合评价、膨胀土（岩）地基及建筑物的变形计算和膨胀土（岩）地基大气影响深度等方面进行了卓有成效的研究。80年代以来，我国的铁路、水利、交通等部门对膨胀土（岩）又组织了比较系统的研究，取得不少有意义的成果，并制定了膨胀土（岩）地区建筑规范。

精彩内容
南水北调中线工程是解决华北水资源危机的一项重大基础设施，从丹江口水库引水至北京、天津，输水距离长达1400余公里，年均调水约95亿m3。南水北调中线一期工程大多采用明渠输水，干渠渠坡或渠底涉及到膨胀土(岩)的渠段累计约370公里，约占明渠段的三分之一，工程地质条件复杂。目前，南水北调中线工程已全面进入运行期。日常管理维护过程中发现，工程还存在一些诸如膨胀土(岩)渠段换填层破坏，渠坡浅层破坏，填方渠段不均匀沉降，渠道衬砌面板局部隆起、沉陷、滑塌、裂缝，截流沟破坏，坡面排水沟裂缝、洇湿等情况。这些问题若不能及时正确处理，随着时间的推移，一些小的缺陷问题可能会进一步转化、发展，进而影响工程运行安全。本书从实际工程出发，对南水北调中线渠道膨胀土渠段运行过程中出现的实体问题进行分析总结，并给出相应的处理建议。

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