山西能源通道Ny-2及特征路基研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

新中国建立以后,经过努力,陆续发现了一些大油田,逐步实现了原油自给，鉴于能源安全对经济的重要性,国家启动了能源通道建设，其中,山西能源通道由于避开了海上运输问题,而中国与油气资源丰富的中亚直接陆路相连,并且可以通过中亚从同样拥有丰富的油气资源的俄罗斯和中东进口能源，因此保证山西能源通道的安全性至关重要。山西省境内黄土分布范围广，成因类型多，厚度变化大，湿陷性、压缩性变化复杂。黄土因其湿陷性、多孔性、欠压密、天然含水量低、矿物成分高等特征，工程使用性能较差。黄土路基是路面结构的支承体，车辆荷载通过路面结构传至路基。路基强度不足，在道路正常使用中会出现路基不均匀沉降、路面裂缝等病害，所以，路基的强度直接影响基层的厚度、道路的养护和路面结构使用年限。我国湿陷性黄土是指第四纪全新世(Q4)至晚更新世形成的黄土,分布面积约,晋西北为主要分布区。路线经过的黄土地区的黄土湿陷厚度差别较大,正确地分段评价不同地貌黄土湿陷性,采用合理工程措施,对工程建设顺利进行、减少工程投资具有重要意义。

2. 研究的基本内容与方案

路基土的分类及工程特性：首先确定该地区的公路自然区划等级，山西省的一级区划等级是Ⅲ级——黄土高原干湿过渡区，该地区特点是黄土对水分的敏感性高，干燥土基强度高、稳定性好。在河谷盆地的潮湿路段以及灌溉区耕地，土基稳定性差，强度低，必须认真处理。确定二级区划指标，通过公式k=r/z（潮湿系数k为年降雨量r与年蒸发量z之比）确定潮湿等级，同时还要结合该区域的地理、气候特征（如雨季、冰冻深度）、地貌类型、自然病害等因素来划分。确定三级区划指标，有两种方法：一种是按照地貌、水温和土质将二级区进一步划分为若干类型单位；另一种是以水热、地理和地貌等为标志将二级区进一步划分为更低等级区域。山西地区是季节性冻土。

过湿黄土是指含水率高于 20%，饱和度大于 60%的高塑限黄土。黄土路基，尤其是过湿黄土路基的物理力学特征主要表现在它的压缩性和湿陷性上，这两个特性主要受到黄土的诸多基本物理特性影响，譬如密度、含水率、压实度、化学组分、固结状态等。从路基工程的角度分析，影响过湿黄土路基的力学特征的主要因素是黄土压实度和含水率。

黄土湿陷性定量分析并研究其规律性：首先，在四个地区针对性取样，共采集黄土样品150余组。在实验室进行了常规、颗分、湿陷、二次湿陷试验，得出该地区黄土性质变化的规律及湿陷系数与物理力学指标间的关系。同时，利用扫描电镜对黄土的显微结构、骨架颗粒及胶结物成分与种类进行研究，讨论黄土湿陷性与微结构的关系。其次，分别进行了黄土矿物成分x衍射半定量分析和对具有代表性的土样进行可溶盐含量与成分、难溶盐(cac03)含量测试分析，研究它们对黄土湿陷性的影响。最后，本文在综合分析各个因素的同时，区分出主要影响因素和次要影响因素，采用定性综合分析和定量分析相结合的方法，把对湿陷性有显著影响的独立因素通过多元线性回归方和模糊数学的方法表达出来，建立湿陷系数与它们之间的定量关系，并确定出对其影响最为显著的因素，分析其可信度。定量模型的建立为非饱和黄土本构关系的研究开拓了方向，同时为利用一些易于测定的常规物理指标进行黄土湿性评价奠定了基础。

3. 研究计划与安排

3月6号前

学院完成毕业生参与毕业设计（论文）资格认定工作。

3月15号前

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王晓峰,吴喜荣.山西省黄土路基强度指标相互关系研究[j].公路,2012,(6).

[2]祝怀田,张云祥.山西太兴铁路黄土湿陷性评价[j].铁道标准设计,2011,(2):34-36.

[3]黄晓明.路基路面工程(第六版)[m].北京:人民交通出版社,2019:26-54.