硬塑高黏度地层盾构施工土体改良试验研究

以上海6号土中盾构施工为研究背景,进行硬塑高黏度土体改良的室内试验.选择3种添加剂研究其对渣土性能的影响,并综合分析其最优注入率范围.研究表明:单独使用泡沫需在增加土样含水率到30.0%条件下,控制泡沫注入率(质量比,下同)为30.0%时较好;高分子材料和减黏剂则需在同样含水率下使其注入率分别为6.0%、5.5%时最佳;高分子材料和泡沫组合在高分子材料注入率、泡沫注入率分别为3%、20%时,减黏剂和泡沫组合在减黏剂注入率、泡沫注入率分别为3%、15%时效果更为合适.利用该配比方案进行现场掘进试验,所得结果可为类似地层盾构施工土体改良提供参考.     

砂卵石地层土压平衡盾构施工渣土改良试验

砂卵石地层土压平衡盾构施工时需进行渣土改良,提高渣土的流塑性.针对成都砂卵石地层采用泡沫、膨润土和聚合物进行改良,进行室内塌落度试验、搅拌试验和泥浆黏度试验来确定配比.研究结果表明,钠基膨润土比钙基膨润土具有更好的膨化能力,且不发生分层,更适用于渣土改良.案例中膨润土单独改良的合理配比为泥浆质量分数14.3%,注入量体积比20%.泡沫改良时注入率受渣土含水率影响较大,土体含水率越大,泡沫最佳注入率越小.泡沫加膨润土共同改良比两者单独改良效果要好,选择泡剂质量分数为3%、泥浆质量分数为14.3%,添加量在某一个范围,有多种组合都可以满足要求;当泥浆注入量体积比为12%时,泡沫最优注入量体积比为15%～20%;当泥浆注入量体积比为6%,泡沫最优注入量体积比为30%～35%.当地下水丰富时,需要添加聚合物;正常情况下也可降低膨润土泥浆浓度,添加聚合物,来节省膨润土用量,从而降低工程成本.     

富水砂层土压平衡盾构施工渣土改良试验

针对深圳的富水砂层,采用泡沫、膨润土以及高分子聚合物等添加剂,改良盾构施工渣土,进行现场坍落度试验.基于现场试验结果,通过对土样进行电镜扫描以及压缩、渗透等室内试验研究,分析了改性渣土细观结构以及渗透、压缩特性的变化.对添加剂改善富水砂性土的流塑性、保水性以及开挖面动态土压平衡机理作了较深入的探讨.结果表明,富水砂层中,采用质量比为1∶7、外掺量为8%~10%的膨润土进行渣土改良,可满足施工需求.     

秸秆灰渣——大理石灰改良膨胀土试验

利用秸秆灰渣及大理石灰作为添加剂,进行室内改良膨胀土试验,研究改良后的胀缩特性及强度特征.秸秆灰渣含量为0%、5%、10%、15%、20%,根据直剪、无侧限抗压强度特征得到秸秆灰渣的最佳含量10%;在秸秆灰渣最佳含量的基础上继续添加大理石灰,大理石灰含量为10%、15%、20%.在试验过程中综合考虑法向应力、固废物含量对膨胀土抗剪强度的影响,总结出膨胀土改良后的抗剪强度、粘聚力显著提高;秸秆灰渣、大理石灰和素土的最佳质量配比为10:15:75.同时进行了自由膨胀率试验、膨胀量试验、膨胀力试验和强度耐久性试验.研究中涉及的所有配比及含量均为质量分数.     

AC-20沥青中面层配合比试验研究

本文以三星快速干道为依托工程,提出了在AC-20沥青中面层配合比中掺配聚酯纤维以提高面层的各项指标。通过大量室内试验来比选沥青中面层最佳的目标配合比及生产配合比,并通过现场试验进一步验证了配比方案的可行性。最终确定油石比为4.5%沥青中面层掺配聚酯纤维的配合比方案为最优方案,可用来指导大规模现场施工,以提高沥青面层的使用性能。     

渣土改良为流动化回填土的应用

针对城市管网基槽开挖产生大量渣土难以处理、基槽回填缺乏良质回填土的问题,提出了将渣土改良为流动化回填土原位使用的技术并进行了示范工程应用。通过室内测量流动性和强度得出:流动性随着用水量增加显著增加,强度随着固化材料掺量和养护龄期增加而增加。水固比和灰砂比可以作为流动化回填土配比指标参数,当水固比为0.63、灰砂比为0.15时,流动化回填土流动值为242 mm,且具备早强性能,1 d强度可达98 kPa,28 d强度可达390 kPa,满足流动化回填土设计要求。在东莞茅洲河治理管网埋设工程中将渣土改良成流动化回填土后成功浇筑回填管网并实测了应用效果,使用室内试验得到的配方,现场工程施工得到顺利开展。现场开挖渣土经过使用上述配比进行拌和浇筑后,流动值在188~218 mm之间,28 d强度在324~362 kPa之间,完全满足管网回填土要求。     

基于显微镜示踪技术的基坑土体变形规律试验研究

掌握并控制基坑土体的位移变形规律在其设计与施工中占据重要的地位,现场监测及室内模型试验是研究这一规律的重要途径.采用改制的读数坐标显微镜,跟踪监测埋设于土体中各测点在不同试验工况下的位移演化轨迹,实现了对基坑工程不同施工工况下土体变形规律的试验模拟,得出了不同阶段基坑土体位移场的演化规律及破坏形态,为基坑支护工程的设计提供了参考.     

道路底基层中磷石膏-石灰二灰土再生试验研究与应用

针对道路建设中过量使用磷石膏并引发工程病害的问题,进行了既有富含磷石膏二灰土底基层的改良再生研究.在室内试验基础上,结合现场试验,提出了既有二灰土混合料改良再生方案,并进行了工程应用.结果表明,在既有富含磷石膏二灰土混合料中加入适当比例的石灰和粉煤灰,改良再生后满足道路底基层力学性能和稳定性控制要求.既有二灰土混合料仍然具有很强的膨胀性,改良再生后的无荷膨胀率由原来的40%左右降低到9%以下,将组合配比6.5%L+20%F+73.5%H应用于全线道路底基层改良再生施工,路用性能检测结果和道路使用效果良好.     

石灰-玄武岩纤维改良膨胀土的冲击性能试验研究

为了研究改良膨胀土的冲击性能,文章基于直剪试验和无侧限试验分析了石灰和玄武岩纤维改良膨胀土的最佳配比,并应用改进的击实仪,探讨了不同能量单点冲击荷载作用下的石灰-玄武岩纤维改良膨胀土的变形和强度特性。研究表明:6%石灰和0.3%玄武岩纤维耦合改良效果最好,其无侧限抗压强度比单独应用石灰和玄武岩纤维改良方案获得的土体强度分别提高了70.00%和63.27%;单点冲击下耦合改良土的变形较小,且变形随冲击能量的加大而加大,但随埋深增大而减少;对同一埋深土体,中心土体比周边土体变形大。研究结果为实际膨胀土场地改良提供了依据。     

砂井施工对软粘土扰动的研究

就砂井处理方法对地基土的扰动进行了初步试验研究，如现场的十字板，无侧限抗压强度和室内共振柱三轴试验，渗透试验，分析了砂井施工引起的土体力学性质变化，以及重塑剪切弹模和渗透系数随静置时间的变化规律，并根据连续介质损伤力学的相关理论，计算了施工引起的损伤比。     

高真空击密处理软土地基的加固效果试验分析

高真空击密法解决了强夯法在加固淤泥质土地基时常会出现的"橡皮土"现象,并依托软基处理实体工程,对高真空击密法的加固效果分析进行了现场监测、室内试验、原位试验和静力触探测试。现场监测结果表明:高真空击密法能够有效地控制地表沉降、加快超静孔隙水压力消散和土体的固结,地表沉降在22天后趋于稳定,超静孔隙水压力的消散仅需15天左右;室内和原位试验表明:土体的各项物理学指标都得到了加强,土体抗剪强度的提高幅度在31%～177%之间;静力触探测试结果表明:处理后的浅层淤泥质粉土和下部粉土的锥尖阻力比处理前分别提高了12倍和2.7倍。     

微生物采油技术在子长油田的应用

为了提高子长油田降沟区块的产量和采收率,从微生物采油机理和适用条件入手,通过室内模拟实验和现场试验考察其可行性.结果表明,在温度40℃、矿化度5×103mg/L的油藏条件下,注入菌液质量分数为2%～5%的M1系列、M2系列菌组后增油效果明显,可以提高采收率10%,投入产出比为1∶11.2.现场应用效果表明,在子长油田降沟区长2区块实施微生物驱油技术是可行的.     

大面积堆载对桩基工作性能影响的数值模拟和监测分析

受大面积堆载影响引起的软土土体沉降会导致桩基产生负摩阻力,并同时影响建筑物下基底土压力变化,使建筑物发生倾斜.在工程中经常使用堆载预压法来改善桩土间不均匀沉降.采用现场试验和数值分析比较的方法,经过桩基足尺试验,对预压后土体的固结程度进行分析,分析表明预压2个月后土体固结已达到60%,可以看出堆载预压后土体已经开始固结.随后通过Adina软件数值模拟分析验证,土体沉降量和负摩阻力达到了《建筑地基基础设计规范》要求,沉降观测表明差异沉降在1.9cm内,倾斜值不超过0.4%.     

大尺寸软粘土固结变形试验研究

针对常规室内试验的局限性,设计了软粘土天然土样和重塑土样的大尺寸固结变形试验.试验中荷载的大小与实际土体的受力条件按同比缩小;土样侧限条件设计为具有弹塑性特点的有机玻璃板,板内贴有渗透系数与淤泥质土渗透系数相近的滤纸,板上模拟土体边界渗流条件开一定密度的细小排水孔,土样的尺寸为20 cm×20 cm×20 cm,30 cm×30 cm×30 cm和40 cm×40 cm×40 cm三种规格;整个实验过程尽可能地反映土体实际的受力环境;在试验基础上,探讨了一定压力下,大尺寸软粘土的固结变形规律及其数学模型,讨论了其尺寸效应.同时,将所建立的沉降计算模型推广为广义的实际土体变形模型,并在深圳国际机场软基沉降预测中进行了初步应用,取得了较好的效果.     

顶管施工模型试验系统研发与应用

针对顶管施工产生的施工扰动问题和现有模型试验设备的不足,研发对管壁注浆压力、土仓压力和土体损失率能进行精确控制的室内顶管模型试验系统,并以海口给排水管网改扩建工程为背景,通过管线预埋的方式研究近间距顶管顶进对既有管道和地表竖向变形的影响.研究结果表明:研发的室内模型试验系统可以精确控制管壁注浆压力、土仓压力和土体损失率,试验系统得到的数据正确可靠;顶管顶进时会对既有管道产生附加应力,但附加应力远小于围岩应力,实际现场中无需考虑附加应力对管片承载的影响;现场顶进施工需对机头的切削速率和顶进速率进行协同调控,且严格控制出土速率,从而实现对地表竖向变形的有效控制.可为今后现场平行顶管施工提供有效指导.     

基于最优含水率的红层泥岩微生物改良材料优化研究

在采用拌合法对红层泥岩路基垫层材料进行微生物改良处理时,一般要受到土体最优含水率的限制,改良用的菌液、胶结液等材料总量是一定的,相关材料的配比和浓度直接影响改良处理效果.基于此,论文考虑胶菌比、胶结液浓度、菌液浓度等主要影响因素,以碳酸钙沉积量作为评价指标,分别设计进行了单因素试验和响应面试验,研究结果显示：在单因素试验过程中,胶菌比、胶结液浓度、菌液浓度对碳酸钙沉积量均具有明显影响,存在优化的区间范围;通过响应面试验分析确定了最优含水率下微生物最优材料配比,胶菌比4.16∶1、胶结液浓度3.21 mol/L、菌液浓度OD₆₀₀=1.78;在优化方案下,红层泥岩垫层材料微生物拌合法改良处理后,碳酸钙沉积量可达到4.77%,无侧限抗压强度达到了0.36 MPa,能较好地满足工程需求.相关研究成果可为土体的微生物改良处理提供参考.     

电石灰改良盐渍土路基施工技术参数试验

为确定8%电石灰改良盐渍土路基施工技术参数,开展了现场铺筑试验研究.压实机械分别为16T和18T振动压路机,试验的碾压方式分别为从弱振到强振和从强振到弱振两种,试验松铺厚度分别为15cm.20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm.试验结果表明,最佳碾压方式为从弱振到强振,最佳碾压遍数为6遍,最后1遍为静压,16T压路机的最佳松铺厚度为30cm,18T压路机的最佳松铺厚度为35cm.     

热采添加剂研究取得新进展

<正> 我院化工系徐家业副教授负责的“热采添加剂”课题组,在广泛调研国内外资料的基础上,于1986年10月开始进行蒸汽吞吐添加剂的研究。1987年4月我院与南阳油田勘探开发研究院达成合作研究协议。我院负责化学剂的合成、复配,性能研究与初步筛选;油田负责物模试验与现场试验,由孙玉亭高工负责。1989年5月完成了室内试验,筛选出一类具有优良降粘性、耐高温性与驱油效果好的热采添加剂。物模试验在200℃,添加剂浓度800ppm。注入4PV时,驱油效率比蒸馏水驱一般提高15个百分点,最好达24.5个百分点,1989年7月顺利通过了油田的鉴定阶段。 1991年11月油田落实了现场试验经费,热采添加剂由西安石油化工厂试制生产。由于我院科研人员在合成上进行了大量研究工作,并赴现场进行指导,使试生产一次成功,试产产品性能达到并超过了实     

驷马山滁河分洪道膨胀土现场大剪试验分析研究

文章采用现场大型剪切试验,分析研究了驷马山切岭段地区特有膨胀土土体的抗剪强度特性,为大型剪切仪的研制工作提供了经验。并在试坑中采集了环刀试样,进行了室内直剪试验,和现场大剪试验数据结果进行了对比分析,得出了该地区采用室内直剪结果的修正比率。     

改性黄土垂直方向毛细水上升作用研究

黄土中极易发生毛细水上升的现象,毛细水的上升作用会影响黄土的含水率、强度和土体的结构,造成土体稳定性下降,弱化黄土地基。石灰和水泥作为常用的改性材料被广泛应用于黄土改良。试验研究了黄土以及石灰、水泥不同配比下的改性黄土在毛细水上升作用50 d过程中的含水率变化,推算出毛细水在黄土和改性黄土中上升高度和速率,以及50 d后密度、干密度及无侧限抗压强度等参数的变化规律。评估了3%石灰改性土、5%石灰改性土和3%水泥改性土改善黄土中毛细水上升作用的可行性;并对三者的改性作用进行比较。试验结果表明:三种改性土都可以有效地减缓毛细水上升高度和速度(从黄土的160 cm最低降低到60 cm左右),提高强度(水泥土50 d后土水接触面处试件无侧限抗压强度为0.86 MPa,为同高度处黄土强度值的3倍)和密度。试验最后得出,石灰能够有效降低土体内的含水率,且随着含量的增加,吸水作用越明显,而水泥对于土体内部结构的改性作用更大,提升土体强度和遇水稳定性,阻碍毛细水上升作用显著。