高含水率疏浚泥堆场颗粒分选规律现场试验研究

为了探讨疏浚泥堆场中的颗粒分选规律,依托江苏省南水北调东线金湖金宝航道N1堆场吹填工程开展现场试验,测定吹填完成后堆场内不同位置疏浚泥的粒径分布、含水率、界限含水率等.试验结果表明:颗粒粒径沿水平方向逐渐变细,颗粒发生显著分选,而垂直方向上的分选程度明显小于水平方向.根据颗粒的分布规律,沿远离吹填口方向,疏浚泥可分为3个区:粗颗粒区、粒径变化区和细颗粒区.受颗粒分布规律的影响,疏浚泥的黏粒含量、含水率及液塑限在粗颗粒区均较小,在细颗粒区均较大,在粒径变化区随距吹填口距离的增加而增加.试验结果还显示,分选后疏浚泥在塑性图中沿A线分布,并位于A线同侧,活动度也基本相等.     

吹填淤泥下桶式基础结构土压力及位移分析

桶式基础结构是一种能较好地适应水深、浪大、地基软弱等恶劣环境的新型水工结构,其稳定性主要靠桶体结构自重和桶体与土体共同作用抵抗外荷载.土压力的大小及其分布规律是桶式基础驳岸结构计算的首要问题.结合实际工程,建立了桶式基础结构与土体相互作用的三维非线性有限元数值模型,分析了在不同厚度吹填淤泥工况下桶体基础结构上的土压力大小及竖向分布规律,并与基于土的极限平衡条件下的Rankine土压力理论的计算结果进行了比较分析;修正了传统主、被动土压力的计算公式,并对结构在不同厚度的吹填淤泥下的位移进行分析.结果表明,吹填淤泥下结构土压力与传统土压力公式计算误差为25%,结构整体向吹填淤泥侧倾斜,最大转角是无吹填淤泥工况的1.24倍,最大沉降值是无吹填淤泥工况的1.16倍.研究为新型桶式基础驳岸结构的稳定性验算提供了参考依据.     

淤泥质海岸近岸带水动力特征及人工吹泥条件下的岸滩演变 以连云港附近海岸为例

淤泥质海岸在地貌形态、沉积物构成、水动力特征及冲淤演变规律方面,都与砂质海岸有明显不同.弄清在宽阔淤泥浅滩上破波作用历时及波浪动力的分布对理解淤泥质海岸的沉积和地貌分带性是重要的.为了了解淤泥质海岸冲淤演变规律,需要对淤泥在海水环境中的絮凝、沉降、冲刷特性及密实过程进行一系列专门的室内试验,并根据淤泥沉积物在运动海水中冲淤的物理过程,建立适当的计算模式,本文对此作了探讨.海岸演变通常是一个长期过程,但在人工吹泥条件下,可以发生短期内的明显变化,连云港吹泥站的建立,客观上提供了研究这种短期变化的条件.     

吹填土在冲击荷载下的渗透性试验研究

通过制配不同细粒含量的吹填土样,在自行改装设计的渗透仪内进行了冲击荷载作用下的渗透性试验研究,试验中考虑了细粒含量、冲击能量、冲击遍数和夯后时间等4个因素对夯后土样渗透系数的影响.试验结果表明,细粒含量对冲击荷载下吹填土渗透系数的影响存在一个"分界点",其质量分数范围大致在20%～30%之间.通过对试验数据进行统计和拟合,建立了不同细粒含量吹填土在冲击荷载作用后渗透系数随时间变化的预测公式.     

甘肃黄土陷穴的形成因素及分布规律研究

黄土陷穴在甘肃中东部地区分布较广,本文主要对甘肃黄土陷穴形成因素及分布规律进行了初步分析研究。笔者认为甘肃黄土陷穴的形成因素主要为物质组成和结构、垂直节理和渗透性、降雨特征、地形、坡面切割和沟蚀发育的程度、人为活动等;甘肃黄土陷穴的分布规律主要受黄土层位控制,发育方向受构造节理控制,表现在地形地貌上主要分布于斜坡与陡坎的交界地带,坡度较缓、排水不便的坡体上,临沟的塬边凹形地段,冲沟沟头,人工填土地段等。     

淤泥质海岸近岸带水动力特征及人工吹泥条件下的岸滩演变 以连云港附近海岸为例

淤泥质海岸在地貌形态、沉积物构成、水动力特征及冲淤演变规律方面,都与砂质海岸有明显不同。弄清在宽阔淤泥浅滩上破波作用历时及波浪动力的分布对理解淤泥质海岸的沉积和地貌分带性是重要的。为了了解淤泥质海岸冲淤演变规律,需要对淤泥在海水环境中的絮凝、沉降、冲刷特性及密实过程进行一系列专门的室内试验,并根据淤泥沉积物在运动海水中冲淤的物理过程,建立适当的计算模式,本文对此作了探讨。海岸演变通常是一个长期过程,但在人工吹泥条件下,可以发生短期内的明显变化,连云港吹泥站的建立,客观上提供了研究这种短期变化的条件。     

堆填土固结对桩基础影响的三维模拟分析

基于比奥固结理论,结合已有地质资料建模,模拟了桩基础在不同堆填距离、时间下受堆填土荷载作用后的受力和位移。结果显示,随着堆填土离桩基础距离和固结时间的变化,桩顶沉降、水平位移、最大剪应力和横梁应力也发生相应的变化,随着堆填距离增加和固结时间的持续,桩顶沉降、水平位移、最大剪应力和横梁应力出现不同规律的增大。该结果表明桩基础附近长时间堆填土体,且堆填距离太小将造成桩基础的损坏,因此,堆填土对桩基础的影响是不容忽视的。     

固化吹填土的渗透性及其分形维数的定量研究

为了研究固化吹填土的渗透性与分形维数之前的关系,采用自配固化剂对上海横沙岛东滩吹填土进行固化,对不同养护时间和不同固化剂含量的吹填土进行室内渗透试验和电镜扫描试验得到固化吹填土的渗透系数和微观图像。通过相应的图像分析处理软件对固化吹填土的微观图像进行处理和分析,运用分形理论得出固化吹填土的粒度分维D_(ps)、孔径分维D_(bs)和颗粒定向分维D_(di),对固化吹填土的渗透性及其微观分形维数之间的关系进行定量分析。研究表明:吹填土在固化过程中,粒度分维逐渐减小、孔径分维和颗粒定向分维逐渐增大,粒度分维D_(ps)、孔径分维D_(bs)和颗粒定向分维D_(di)与固化剂掺量λ和龄期T密切相关;粒度分维D_(ps)越小、孔径分维D_(bs)和颗粒定向分维D_(di)越大,固化吹填土的渗透性越低;渗透系数k与三种分形维数具有很好的线性关系,相关系数R~2都在0.95以上。     

吹填土真空固结变形特性的室内试验

为了研究吹填土在真空预压作用下的固结特性和应力应变关系,设计了室内试验装置.在该装置中,吹填土作为一个土单元进行真空固结,通过测量该吹填土体单元在分级真空荷载作用下的体应变和轴向应变过程来研究吹填土的固结变形特性.试验结果表明,吹填土在真空荷载作用下的固结为等向固结,土体的变形各向同性.各级真空荷载作用下,土体的体应变和轴向应变与真空压力之间呈双曲线关系,孔隙比和真空压力的对数之间呈线性关系,且与初始含水率无关.分级荷载下固结时间和变形量表明,超软土在初始阶段的固结在整个固结过程中占据主导作用.试验结果可用于建立吹填软土在真空荷载作用下的应力应变关系和预测真空加固吹填土的固结沉降值.     

自重固结下的吹填场地桩基负摩阻力解析解

针对由于受吹填土高压缩、低渗透等不良特性的影响,吹填场地的桩基础受力具有明显特异性,致使桩周土体对桩产生负摩阻力的问题,采用双层地基一维固结模型计算吹填土及下卧土层的固结变形,采用双折线函数模拟桩土间相互作用.在此基础上,建立桩土荷载传递模型,并得到中性点位置及不同打桩时间下轴力、桩侧摩阻力随深度及时间变化的解析解.将解析解计算结果与工程实测数据进行对比,中性点、摩阻力及轴力等的分析结果表明该解析解在实际工程中的应用是可行的.最后基于该解析解分析了各影响因素对桩侧摩阻力、轴力及中性点位置的影响,并与JGJ 94—2008《建筑基桩技术规范》计算的中性点位置和下拉荷载对比,表明JGJ 94—2008计算方法未考虑桩顶荷载及打桩前桩周土体固结的影响,过高地估算了桩基负摩阻力的影响.     

填海作用对海积软土的渗透性影响试验研究

以钦州港临海园区和防城港企沙工业园区填海场地海积软土为研究对象,采用机制模拟装置(一种土的浸泡荷载联动装置)模拟了海积软土赋存环境要素:填海层附加荷载应力和孔隙水化学组分离子浓度发生变化的情况;并成功地获得了人工土样。对人工土样的渗透特性及其孔隙比进行了测试研究,分析了填海层附加荷载应力和孔隙水化学组分离子浓度发生变化对人工软土样的渗透性的影响。研究表明:人工土样的e-lgk曲线近似呈直线关系;人工土样的孔隙比e和渗透系数k,随填海层附加荷载应力和孔隙水化学组分离子浓度变化而变化;填海层附加荷载应力与孔隙水化学组分两要素对人工土样的孔隙比e和渗透系数k的影响存在相互影响、相互耦合的效应。     

滨海区石化建设项目的地下水环境保护措施模拟研究

通过南方滨海区大型石化项目案例研究,设定了该类项目的事故情景,用石油类污染物作为特例,预测了其在事故情景下的空间变化及其对地下水环境造成的影响;针对滨海区地质和水文地质特点,提出了截渗墙和防渗层两种地下水环境保护措施,对每个措施的有效性进行了预测,结果表明,两种措施都能有效地阻滞石油类污染物在地下水环境中的迁移,从而为滨海区大型石化项目的地下水环境影响评价提供了可借鉴的方法.     

基于线性吸附效应的CCL非饱和渗透特性

压实黏土衬垫(CCL)作为卫生填埋场最主要的防渗措施,其主要组成成分为粘性土体,在阻渗过程中会吸附渗滤液中的污染物质,改变土体孔隙结构,显著影响CCL防渗性能.假定CCL土体对污染物的吸附服从线性模式,土中孔隙均匀分布,土孔隙体积的改变只受污染物吸附效应影响,基于质量和体积关系分析,建立考虑污染物吸附效应的非饱和渗流模型,采用数值方法分析CCL对污染物的吸附效应对其非饱和渗透系数的影响.结果表明,填埋场CCL对污染物的吸附作用可有效降低防渗系统孔隙率,显著提高CCL防渗性能.在考虑吸附效应条件下,吸附分配系数、污染物浓度、初始孔隙率和有效饱和度等参数对CCL非饱和渗透性能有较大影响.     

滨海区石化建设项目的地下水环境保护措施模拟研究

通过南方滨海区大型石化项目案例研究,设定了该类项目的事故情景,用石油类污染物作为特例,预测了其在事故情景下的空间变化及其对地下水环境造成的影响;针对滨海区地质和水文地质特点,提出了截渗墙和防渗层两种地下水环境保护措施,对每个措施的有效性进行了预测,结果表明,两种措施都能有效地阻滞石油类污染物在地下水环境中的迁移,从而为滨海区大型石化项目的地下水环境影响评价提供了可借鉴的方法.     

采用预应力高强度混凝土管桩法处理吹填土地基的加固效果

以杭州湾地区余姚市陶家路交通桥工程场地吹填土地基为对象，通过原址上的堆载静压试验分析吹填土地基的沉降变形特性，采用有限元数值模拟方法模拟吹填土地基在附加应力作用下的沉降变化特征，并评价采用预应力高强度混凝土（PHC）桩法处理沉降速率较高的吹填土地基的加固效果.结果表明，采用PHC桩法处理吹填土地基的加固效果显著.
     

微生物注浆固化粉土的微观结构与作用机理

【目的】确定微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术注浆固化吹填粉土的强度效果,明确其微观控制因素与固土作用机理,为微生物固土技术应用于处理吹填粉土提供理论参考。【方法】通过不同注浆轮次微生物注浆固化吹填粉土,采用无侧限抗压试验、X射线衍射分析、扫描电镜分析、压汞分析以及化学分析等方法,比较微生物注浆固化处理吹填粉土的强度、矿物成分、胶结CaCO₃含量、土体微观形貌和土体孔径分布等差异。【结果】 对吹填粉土先后恒压注入A₆₀₀=1.2的巴氏芽孢杆菌和0.1 mol/L的CaCl₂与尿素胶结溶液1～6轮后,其无侧限抗压强度较未处理土分别提高26.8%、33.0%、36.4%、39.6%、59.8%、61.8%,强度随注浆轮次的增加而增加; 微生物固化吹填粉土中的主要胶结物为方解石型CaCO₃,其在土体内部起到胶结土颗粒与填充孔隙两方面作用,微生物注浆固化粉土强度随CaCO₃含量增加而增加并存在敏感阈值,当固化粉土中的CaCO₃含量超过阈值时,固化效果会显著提升,不同粉土的阈值存在差异; 微生物注浆加固改变了吹填粉土的孔隙分布,直径10～300 μm的孔隙显著减少,对10 μm以下细小孔隙影响不大。【结论】采用微生物注浆方式固化吹填粉土是有效的。微生物注浆固化粉土的强度形成受其微观胶结结构与CaCO₃含量影响,吹填粉土的孔隙尺寸能够与巴氏芽孢杆菌的菌体尺寸相容,微生物注浆会显著减少吹填粉土中10 μm以上的孔隙。     

对渤海地区吹填土基本性质的对比分析

针对渤海湾地区的吹填土,从粒度成分、矿物成分、物理化学性质等方面进行了对比分析。结果表明:渤海湾地区的土样颗粒相对细小,粒度组成以黏粒组为主,在物理性质中表现出塑性指数大,阳离子交换量大、有机质含量高、在塑性图内位于高液限黏土区的特殊性质;另外,受海湾区域内复杂的沉积物分布影响,不同地区吹填土的矿物变化规律不明显,而化学成分中易溶盐含量高,以钠离子和氯离子为主要化学成分,导致土体结构单元形成一定的胶结作用,造成土体物理化学性质不稳定。     

真空负压源深度对吹填土地基固结沉降的影响

为研究真空负压源深度对吹填土预压处理效果的影响,开展真空负压源分别位于深部的下位抽真空和位于表层的上位抽真空预压加固室内试验。根据固结过程中土体分层沉降量、排水量、不同深度处真空度监测结果,对不同真空负压源深度的固结土层真空度传递效率、固结沉降特点等进行分析。结果表明:当负压源位于加固土体深部时,可有效提高真空度传递效率,缩短下层土体排水路径并改变中层土体渗流方向,同时上层固结土体可保持较高真空负压;深部土体可得到有效加固且土层固结沉降将更为均匀,真空预压加固方法的有效加固深度得到较大幅度的增加并可一定程度上控制加固土体的工后沉降。     

真空预压联合电渗法处理高含水率软土模型试验

针对海相吹填土高含水率、高压缩性、低渗透系数的特点,提出了采用真空预压联合电渗法的地基加固方法,并通过室内模型试验对该工法的加固机制进行了初步探索.试验结果表明:初期采用真空预压排水,当试验土体达到最佳临界含水率0.85后,联合电渗法可有效地加快地基排水速度;采用真空预压联合电渗法处理吹填土,土体通常会产生较大的竖向和...