Giriş: Collapsible Soils'in Eleştirel Meydanları

[FONT:0]Kolapsible topraklar, altyapı geliştirmedeki en önemli geoteknik tehlikelerden birini sunar). Bu malzemeler, genellikle ön anketlerde göz ardı edilir, otoyollar için ya da rahatsız edildiğinde aniden ve dramatik bir hacim kaybı yaşayabilir, köprüler, borular, borular ve bina vakıfları için, bu davranışlar yerleşim, yapısal çatlaklara ve hatta felaket başarısızlığına neden olur.

Bu makale, modern altyapı projeleri için uygun değildir ve dışsal toprakların içine itilmesi ve yönetilmesi, mühendisler bu sorunlu yatakları tanımaya ve risk azaltmayı amaçlayan kanıtlanmış teknikleri kullanmalıdır. Bu makale, kollapsible topraklar için en iyi uygulamalara, geoteknik araştırma ve alan deneyimine yönelik kapsamlı bir kılavuz sunar.

Collapsible Soils

Collapsible Soils nedir?

Kolapsible lands are un doygun, gevşek bir yatakları göz ardı edilemez, balkomb benzeri bir yapı ki metastable haline gelir. -o zaman vib veya sürekli yüklere maruz kalır - ve bazı kipartiküller, büyük, aniden yerleşimlere yol açarlar.Bu topraklar, ABD'nin batı, Loau ve Orta Asya'nın kuzey bölgelerindeki bazı bölgeleri ve bazı çamur kumlar, Avrupa'nın kuzey bölgelerinde yaygın ve bazı topraklar.

Collaps'ın Mekanikleri

Yıkım mekanizması öncelikle suksiyon kaybı (negative pore-su basıncı) tarafından gevşek bir düzenlemede toprak partikülleri tutana bağlıdır.

  • [FONT:0)Su infilt:[Dönetici:[Dönüşüküm, sulama, patlama boruları veya yağmurlar, bir çöküntü toprağı ısıtılmış bir topraktan ısıtılmış, geçici gücü veren kapiller kuvvetlerini ortadan kaldırabilir.
  • [FONT:0]Statik yükleme:[Dönetici:[Dönetici:0) Bir yapının ağırlığı veya dolduran metastable gücü aşabilir, hatta bizsiz çökmüş durumda bile çökebilir.
  • [FONT:0]Dynamic yükleme: [Dynamicload:[Dynamicload:[DDynamicload:[DDDynamicload:), Titreşimler inşaattan, trafikten veya depremlerden koparabilir.

Colalt potansiyeli, ilk boşluk oranı, bir tür yük altında olduğunda meydana gelen basıncın (veya diğer çimento ajanları) ve uygulanan stresin ölçülmesi:0)collap potansiyel testi) [ASTM D5333), örnek verilen bir yük altında meydana gelen basıncı ölçtü.

Collapsible Soils: Key Göstergeler

Alan tanımı savunmanın ilk satırıdır. Bak:

  • Işık renkli, silty, arid bölgelerinde üniformalı yataklar.
  • Steep, geçici olarak ayakta duran eğimlere yakın (tamamdan belirgin bir yanarlık işareti).
  • Jeolojik bağlam: tümuvial fanlar, loes düzler veya yüksek karbonat içeriği ile alanlar.
  • Yağmur veya sulamadan sonra zemin yerleşiminin tarihsel kanıtları, çatlaklar gibi, eğimli çitler veya dalga yol yüzeyleri.

Ancak, görsel ipuçları titiz geoteknik soruşturma tarafından doğrulanmalıdır.

En İyi Uygulama 1: Kapsamlı Site İnceleme

Kapsamlı bir site soruşturması, çöküntüleri kontrol etmenin temel taşıdır.Kapa sıkıcı veya standart penetrasyon testleri (SPT) yalnız yetersizdir. Kollapsible topraklar için modern bir soruşturma şunları içermelidir:

Alan Keşif Programı

  • [FONT:0) Sürekli örnekleme ile delilik: Sürekli olarak ince duvarlı tüp örneklerini ilginin derinliklerinde elde etmek için ince duvarlı tüp örneklerini kullanın (tipik olarak 10-20 m). 1,5 m veya daha az aralıkları).
  • [FONT:0)Cone Yaygın Test (CPT): ) Sürekli toprak davranışı türü sağlar ve düşük kondüllü direncin bölgelerini tespit edebilir.
  • [DMT]Dilatometre testleri (DMT): ), yatay stres ve modulusda tahmin etmek için kullanışlıdır, ki bu da çökebilirliğe duyarlıdır.
  • [FONT:0)Test pits:[Döneticiler, toprak yapısını doğrudan incelemelerine ve laboratuvar çöküntü testleri için büyük örnekleri örneklemelerine izin verir.

Laboratuvar Testi

Aşağıdaki testler, çöküntüyü doğrulamak ve potansiyel yerleşimi ölçmek için gereklidir:

  • [FONT=0)Colalt potansiyel testi (ASTM D5333): Bir örnek doğal nez altında beklenen temel strese yüklenmiştir, sonra da inundated. aynı yük altında dikey su oranı çökmüş olur.
  • [FONT:0) Çift oedometre testi:[Dönetici:[Dönetici:0) Çift oedometre testi:[Döntilmiş iki örnek test edilir - doğal ne yazık ki, bir jen - ve kompres içindeki fark, yerleşim yeri çökertme verir.
  • [FONT:0)Soil suksiyon ölçümü: [Döntgen:[Dönetici:0) Filtre kağıdı veya psykroter yöntemleri, metastability'in önemli bir sürücüsü olan ilk suksiyonu ölçmeye yardımcı olur.
  • [FONT=0)Index özellikleri:[Dönetici:[Dönetici, Atterberg sınırları ve belirli yerçekimi toprağın susceptability (e.g., theİLFLT:2Barden ve McGown kriterleri).

[0]Farklı tabaka başına minimum bir çöküntü potansiyel testi önerilir.[DK:1] kritik yapılar için, çok sayıda derinlik ve nem seviyesinde testler yapar.

En İyi Uygulama 2: Ground Improvement Techniques

Çarpıcı topraklar sığ derinliklerde mevcuttur (tipik olarak 10-15 m'ye kadar), zemin iyileştirme genellikle derin temellerden daha ekonomikdir. Hedef ya boşluğu azaltmak, çöküntü potansiyelini ortadan kaldırmak veya istikrarlı bir yük taşıma alanı oluşturmaktır.

Preloading with Surcharge

Preloading, kollapsible topraklar için klasik bir tekniktir. geçici bir eksper doldurma (genellikle 1.5 ila 2 kez tasarım yükü) birkaç hafta veya ay boyunca yerleştirilir.Eğer su tanıtılırsa (Döntme[D:0))) çöküntü inşaattan önce meydana gelmek zorunda kalabilir, yolların ve büyük hacimli basınçların ve yerleşimlerin bakımı için etkilidir.

Dinamik Compaction

Ağır tamping (tipik olarak 10-20 ton ağırlıkları 10-20 m) bitişik yapıları etkileyebilir.Rekreasyon testleri (CPT veya plaka testleri) metastable yapısını bozar ve yakınları temizler. Dinamik kompaktlaştırma hızlı ve maliyetle etkisizdir, ancak bitişik yapıları etkileyebilir.

Vibro-Compaction and Stone Columns

Daha fazla granular kırılabilir topraklar (örneğin, kumla birlikte loes), vibro-kompiyon probları özellikle yapısal temeller ve embanklar için uygundur.

Kimyasal Stabilizasyon

Loes topraklarında, küçük miktarda çimento, lime veya polimer stabilizatörler ıslak olarak çöken betonlu tahviller yaratabilirler. Deep Mix methods (e.g., jet grouting veya toprak karıştırılmış sütunlar) ayrık bölgeleri tedavi etmek için kullanılabilir.

Grouting ve Permeation

Daha derin collapsible katmanları (10-30 m), çimento veya kimyasal grouts ile yapılan kesintiler boşluğu doldurabilir ve gücü geliştirebilir. Ancak, enjeksiyon baskıları zemini permeating yerine boyamak için dikkatli bir şekilde kontrol edilmelidir.Bu yöntem, kazının imkansız olduğu birçok yapı altında sıklıkla kullanılır.

En İyi Uygulama 3: Foundation Design Strategies

Zemin gelişimi ile bile, birçok proje, çöküntülerin imkansız toprakların etkisini en aza indirmek için temelleri gerektirir. Anahtar, sorunlu katmanı ya da yükleri atlatmaktır, böylece çöküntü tasarım koşullarında gerçekleşmeyecektir.

Derin Vakıflar

[FONT=0)Piles ve matkap milleri [Döntgen: 1] Kuvvetler, milisli bir yatak katmanına kadar yükler taşıyabilir (örneğin, yataklı ya da yoğun kum / jurl).

otoyol köprüleri ve uzun yapılar için, derin temeller en güvenilir seçenektir. Ek maliyet, yerleşim riskinin ortadan kaldırılmasıyla haklıdır.

Raft veya Mat Foundations

Bekarinler bazen zor tabaka ince (<3 m) ve çöküntü potansiyeli düşük. Sertleştirici bir temel, çöküntü eşinin altındaki stresi azaltmak için yükleri yayıyor. Ancak temel, kısmi çöküntüler halindeki divanajlara katlanmak için ağır bir şekilde güçlendirilmelidir.

Kompakt Dünya Ayı

Bir çöküntüsüz toprak tabakası yüzeyde ise, tamamlanmamış ve yeniden kurulılmış olarak yeniden yönlendirilebilir. Bu, embanklar ve bina pedleri için yaygındır.

En İyi Uygulama 4: Draj ve Su Yönetimi

Su çöküntünün birincil tetikleyicisidir. En iyi tasarlanmış temel bile, kontrollü suya ulaşamazsa başarısız olabilir. Kapsamlı bir drenaj planı, tartışılmaz değildir.

Yüzey Ünvanı

  • [FONT=0)Positive drenaj:[Dönetici:[Dönetici:0)) Slope zemin yüzeyi minimum 2 (en tercihen% 5) derece yapılardan uzak bir yere (örneğin% 5) değiştirilebilir lineer veya geomembranes kritik alanlarda.
  • [FONT:0]Stormwater yönetimi:[Dönler: · 1 ) Doğrudan uçlar, culverts ve lined kanallar aracılığıyla uzaklaşın.
  • [FONT:0]Downspout drenajı:[Downspout drenajı:[DFLT:1) Binayı en az 3 m üşük bloklarla veya gömülü borularla temelden uzaklaştırın.

Subsurface

  • [FONT:0)Perimeter drenajlar:[Dönemli borular, ayak basaklar etrafında geotextilede sarılıp güvenli bir çıkışa doğru atlar.Bu, su birikimini geri yüklemede önler.
  • [FONT:0)Cutoff duvarları: [Döntilmiş: 1) Bentonite-cement slurry duvarları daha sonra silinemeyen bölgelere bloklar yapmak için kullanılabilir.
  • [FONT:0)Moisture engeller:[Dönetici:[Dönetici: 1) Yerlerin altında bulunan geomembranes veya kompakt çamur tabakaları, su göçü önlemek için.

[FONT:0] Tüm drenaj sistemleri periyodik muayene ve temizlik için tasarlanmıştır.[DÜT:1] Clogged drenajlar, su kaynaklı yıkımların öncü nedenidir.

En İyi Uygulama 5: İnşaat İzleme ve Bakım

İnşaat sırasında ve sonrasında yapılan izleme, beklenmedik davranışın ortadan kalkmamasını sağlar.

Instrumentation

  • [FONT:0]Settlement plakalar veya heave ölçümler: Tamamlanan temel köşelerde veya temel köşelerde haftalık olarak alınan okumalar.
  • [FONT:0)Inclinometreler: [Dönkücüler için: [Dönkücüler için: 1) Yüzey piller veya duvarları korumak için, inclinometreler çökebilecek daha sonraki hareketleri tespit eder.
  • [FONT:0)Piezometreler:[Dönetici: [Döntgen: 0] Katı veya sulama etkinliklerinden sonra, özellikle de yağış veya sulama olayları sonrasında, kirlenmiş su basıncı değişiklikleri.
  • [FONT:0) Yol kabalığı ve çatlaklar tespiti: [DÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ: 0, [DÜDÜŞÜNÜye Olmayanlar İçin, Lazer profilçileri veya su hatlarının devam eden çökmüş olan farklı hareketleri tanımlamak için kullanılan ölçümler kullanın.

Bakım Protokolleri

  • Düzenli olarak ince ve temiz drenaj sistemleri, özellikle de ağır yağmurlar öncesinde.
  • Herhangi bir çatlakları veya boşlukları hemen kaldır veya bina plakalarını tamir edin - suya giriş noktaları haline gelir.
  • Prohibit sulama, manzara suyu veya yapının 10 m içinde yapay gölet.
  • Eğer yerleşim erken tespit edilir (<50 mm çoğu yapı için), remedial grouting veya plaka jacking uygulanabilir olabilir.

Vaka Çalışması: Çin'in Yüksek Hızlı Rail Network'teki Kolapsible Loess

Çin'in Loess Plateau, 00.000 km2'yi kapsayan, dünyanın en zorlu ortamlarından biri, derin çökmüş loes yatakları nedeniyle altyapı için.Şaplak yerleşimlerin yapımında başarısız oldu:0Zhengzhou-Xi'an High-Speed Railway).

Çözüm, 2 m merkezlerde uzaylanmış ve ardından, üç yıl boyunca izlemenin altında 1 milyonluk bir sıvı yağdırdı.Bu durumda tek bir teknik yeterli olmadığını gösteriyor; bir tabakada entegre yaklaşım gerekli.

Daha fazla ayrıntı için, ESRAT:0.case study published by Railway Technology[DK:1) ve [[Dönetici:2) Rock Mechanics ve Geoteknik Mühendisliği Dergisinde ).

Vaka Çalışması: Interccaain West, USA

Batı Birleşik Devletleri'nde, çökemez tüm topraklar otoyollar için sorunlara neden oldu ve beş yıl içinde inşaatın 300 mm'ye kadar yerleştikleri, 4-7 m derinlikte bir davayı belgeledi.

Bu durum, önceden inşa edilmiş çöküntü testlerinin önemini vurgulamaktadır: eğer kollapsible katman tasarım sırasında tanındıysa, prewetting veya derin dinamik kompaktlaştırma, remedial grouting'in bir kısmını pahalıya mal olur.UDOT'un proje arşivlerinden daha fazlasını öğrenin ve [[FOFLT:2Geomücretçi.org case date database)

Sonuç: Proaktif, bütünleşik bir yaklaşım Temeldir

Kolapsible lands are predict, manageable, and avoidable - ancak sadece bir projenin en erken aşamalarından saygı duyuyorlarsa, burada belirtilen en iyi uygulamalar - en zor site karakterizasyonu, hedefli zemin iyileştirme, dikkatli temel seçim, özenle su kontrolü ve uzun vadeli bir izleme - dünya çapında yüzlerce projede kanıtlanan kapsamlı bir stratejiyi ifade ederler.

Kollapsible toprakları görmezden gelmek veya en yüksek harcama maliyeti sadece dolar değil, güvenlik ve güvenilirlik olarak ölçülmektedir. Derslerin geçmiş başarısızlıklardan ve geoteknik teknolojideki ilerlemeleri bütünleştirerek, mühendislik topluluğu bu jeolojik tehlikeyi yönetilebilir bir risk haline getirebilir.