(一)所屬領(lǐng)域
剛果(金)南部地區(qū)濕陷性土研究,屬于土地資源調(diào)查利用領(lǐng)域,整合巖土工程學、礦山地質(zhì)學等,對研究區(qū)域濕陷性土的形成和濕陷機理進行分析研究,并基于研究成果,結(jié)合當?shù)厣鐣?jīng)濟條件,形成濕陷性土處理方法。研究成果應用于礦山建設(shè)、房屋建設(shè)等領(lǐng)域。
(二)立項背景
濕陷性土是指非飽和、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的土,在一定壓力作用下受水浸漫后,其結(jié)構(gòu)迅速破壞,并產(chǎn)生顯著的附加下沉。濕陷性土在我國北方分布廣泛,除常見的濕陷性黃土外,在我國的干旱及半干旱地區(qū),特別是在山前洪、坡積扇中常遇到濕陷性碎石土濕陷性砂土等。處于熱帶草原氣候區(qū)的剛果(金),在特殊的氣候條件下,形成了廣泛覆蓋地表的濕陷性土。
在國內(nèi),對濕陷性土特別是濕陷性黃土的研究程度較高,2004年制定了《濕陷性黃土地區(qū)建筑標準》,2018年又對標準進行了修訂改版。從成因、時代、工程地質(zhì)分區(qū)、評價、建筑措施等方面均有深入的研究。剛果(金)的濕陷性土與國內(nèi)的濕陷性黃土在形成原因、濕陷機理等方面均有較大差別,因現(xiàn)階段該地區(qū)尚沒有進行大規(guī)模的開發(fā)建設(shè),濕陷性的問題沒有凸現(xiàn),對這一方面的研究尚處于空白狀態(tài)。
(三)主要技術(shù)內(nèi)容
(1)通過調(diào)查、匯總、分析濕陷性土的地區(qū)發(fā)育情況與氣候、地形地貌等之間的關(guān)系,總結(jié)分析其分布規(guī)律。
(2)對其物理、力學性質(zhì)進行室內(nèi)試驗,與國內(nèi)濕陷性黃土的特征數(shù)據(jù)進行對比,分析其異同點。
(3)通過對其物理力學性質(zhì)的深入了解,從鉆探、制樣、試驗等方面提高濕陷性土的勘探效率。
(4)采用電子顯微鏡和巖礦分析等手段,對其微觀結(jié)構(gòu)和礦物組成進行分析,從微觀結(jié)構(gòu)和礦物性質(zhì)上尋找其發(fā)生濕陷的原因。
(5)采用激光法粒度分析儀,對其顆粒組成進行詳細分析,從滲透變形的角度分析其濕陷變形。
(6)采用雙比重計法,測得濕陷性土樣的分散度,以分散性土的角度研究其濕陷發(fā)生機理。
(7)進行浸水載荷試驗,研究濕陷性土樣在壓力及浸水條件下的濕陷變形特性。
(8)匯總以上試驗,結(jié)合濕陷性土分布于氣候、地形地貌之間的關(guān)系,研究其濕陷變形機理。
(9)結(jié)合當?shù)亟?jīng)濟技術(shù)條件,提出適用性強的地基處理方法,指導工程建設(shè)。
(四)主要經(jīng)濟指標
(1)應用該成果,累計新簽合同額 約165萬美元;
(2)SCM二期建設(shè)項目節(jié)省地基處理成本約650萬美元??s短基建周期約80天。
(3)CML生產(chǎn)系統(tǒng)完善建設(shè)項目節(jié)省地基處理成本約320萬美元??s短基建周期約30天。
(五)授權(quán)專利情況
(1)用于提高濕陷性土等粗顆粒土鉆探效率的“一種巖土勘察用的打孔裝置”獲國家實用新型專利,專利號2022213355651;
(2)用于濕陷性土鉆探護壁的“鉆孔護壁裝置”獲國家實用新型專利,專利號2022228574153;
(3)用于提高欠密實樣開樣成功率的“一種用于蠟封盒裝原狀土樣開盒裝置”獲國家實用新型專利,專利號2021227284286;
(4)用于評價濕陷性土壩基下水文地質(zhì)條件的“一種工程勘察用的地下水位流向測定裝置”獲國家實用新型專利,專利號2023200887113;
(5)用于當?shù)貪裣菪酝恋却诸w粒土剪切試驗的“一種粗顆粒土兩用直剪儀”獲國家實用新型專利,專利號2022213930865;
(六)應用推廣及效益情況
通過在剛果(金)南部地區(qū)開展工程勘察和巖土咨詢等業(yè)務,實現(xiàn)該課題研究成果的推廣應用。在SCM二期礦建項目中,通過對濕陷性土發(fā)育深度和性質(zhì)的正確判斷,針對不同等級的磨礦、破碎等建構(gòu)筑物提供經(jīng)濟適用的地基處理措施,減少了地基處理費用約650萬美元。縮短基建周期約80天;在CML生產(chǎn)系統(tǒng)完善建設(shè)項目,基于對新建尾礦庫壩基濕陷性土性質(zhì)的深入研究,提出局部處理+整體防滲的地基處理措施,節(jié)省了地基處理成本約320萬美元。縮短基建周期約30天。同時,因應用該成果的業(yè)主良好反響,我公司在當?shù)匦纬蓾裣菪酝恋募夹g(shù)優(yōu)勢,促進當?shù)乜辈斓葮I(yè)務的拓展,累計新簽合同額約165萬美元。