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[成果]
1700320235
江苏
U41
应用技术
土木工程建筑
公布年份:2016
成果简介:该项目属土木建筑工程领域。中国东部沿海地区经济发达,基础设施建设对工程质量与环境保护提出更高要求。沿海地区软土分布广、埋深厚,又有液化土和膨胀土。由于地基处理针对性不强,导致高速公路桥头跳车、路面起伏不均、路面开裂、路基失稳等病害;高速公路建设取土需征用大量土地,又排放大量废弃土,与资源集约利用和环境保护的矛盾突出。该项目针对软土、液化土和膨胀土特殊地基高速公路变形控制和节约建设用地的难题,历经20年的不断努力,通过系统的理论探索、试验研究和工程实践,发明了地基变形控制的系列专利技术,创建了特殊地基高速公路变形控制的“关键技术—核心装备—精确计算—缜密设计”技术体系,实现了变形控制与节约土地资源的同步协调创新。主要发明点有:1.发明了废弃土。EPS颗粒混合轻质路堤新技术。针对软土地基桥头跳车频繁和工程施工排放的废弃土问题,发明了废弃土EPS颗粒混合轻质土及快速拌合与计量控制装备,攻克了不同密度、不同配比材料的均匀快速拌合和协调计量的难题,突破了EPS颗粒混合轻质土大规模工程应用的技术瓶颈;路堤减载1/2,桥头差异沉降降低60%,弃土利用,价格为国外类似产品的1/5。2.发明了不同埋深不同状态软弱土加固技术与新装备。针对多层次深厚软弱土成桩质量难以保障、管桩难以打穿的困局,依据不同变形控制标准和承载力设计要求,发明了素混凝土控制模量桩成桩设备,解决了成桩不均、断桩的难题,桩长可深达35m,有效控制深厚软土变形,打造出刚性桩复合地基“量体裁衣式”的设计,成本降低40%;发明了十字形振动翼与施工设备,高效加固液化地基;针对高含水量软土研发了不同配比组合的减水增强剂,确保高含水量软土搅拌桩成桩质量。3.创建了高精度软土变形计算模型与变形智能预警技术。发明了广义宾海姆弹粘塑性流固耦合模型,可考虑软土结构性、流变、粘塑性、应力状态等要素,变形计算精度较剑桥模型提高了30%、较规范法提高了70%;发明了深厚软土变形智能测斜设备与定量超载控沉技术,实现了变形即时预警与信息化管理,节约了大量的预压土方。4.研发了减小膨胀土膨胀势的变形控制设计新技术。发明了非饱和土固结与水分曲线联合测定仪,建立了吸力强度模型与耦合饱和度影响的本构模型,胀缩变形计算精度较规范法提高了80%;发明了膨胀土挖方路堤劈力压浆封堵裂缝的结构加固技术,填方路堤膨胀土部分改良与路堤荷载联合减小膨胀势控制变形的设计新技术,提高了膨胀土筑路利用水平,降低建设成本30%。获得授权的发明专利23项、实用专利5项;出版专著2部,发表SCI论文28篇(他引176次)、EI论文116篇(他引3008次);形成3部地方规程和一项国家级工法;培养博士20名、硕士53名。成果已在江苏、广东等地20余条高速公路中推广应用,节约了土地资源,累计节约工程建设成本超过7亿。以龚晓南院士、赖远明院士等专家组成的鉴定委员会认为:项目的研究成果达到国际领先水平。相关成果获得了江苏省和中国建筑学会科技进步一等奖。