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.     

海水环境下高含水率疏浚淤泥自然沉积规律研究

我国近海岸工程中每年都会产生大量疏浚淤泥,了解海水环境下疏浚淤泥自然沉积规律是疏浚淤泥堆场处理时提高堆场储存效率的前提。通过开展不同盐度下疏浚淤泥自然沉积试验,探讨盐度对疏浚淤泥沉积规律的影响,明确海水环境下疏浚淤泥的沉积规律。试验成果表明,在海水环境下泥浆的沉降曲线可分为区域沉降与固结沉降两种类型,区域沉降分为阻碍沉降与自重固结两个阶段。泥浆自然沉积过程中泥面在初始阶段的沉降速率与盐度密切相关,随盐度的增加而增加。海水环境下土的初始结构形成时的含水率在5~9倍液限间,并且随盐度的增加而降低。     

吹填泥浆的沉降试验研究及结果分析

利用海相淤泥吹填造陆是沿海地区土地开发的重要手段之一,对大面积且深厚的吹填淤泥进行软基处理是确保吹填造陆成功的关键.而该软土在吹填之后需要经2～3a的自然沉积固结,待表面形成硬壳,方可加固处理,但由于受工程条件限制,这种造陆方式在时间和财力上的耗费都很大,如何使吹填之后泥浆的快速落淤及排水固结,急需有适合自身工程特点的加固处理方法,本文以些为研究中心,采用沉降柱试验方法,对掺入不同配比和不同种类的添加剂加速吹填泥浆沉降及固结的方法加以探讨和分析.     

上海冲填土自重固结沉降离心模型试验

为了了解冲填土在自重作用下的变形规律,以上海临港新城地区冲填土为材料,采用离心模型试验,模拟冲填土10 a的自重固结沉降过程,用Orgin软件对试验数据进行回归分析.冲填土的自重固结沉降与时间的关系符合Hill模型,利用Hill模型可对冲填土地区沉降变形进行预测.试验结果表明:冲填土的自重固结过程包括快速固结和缓慢固结2个阶段,快速固结阶段所需时间大约1 a,缓慢固结阶段时间较长;在快速固结开始阶段,沉降很快,固结时间为0.5 a的固结度可达50%, 快速固结阶段的沉降量占最终沉降量的80%,而缓慢固结阶段的沉降量只占最终沉降量的20%.     

水泥砂浆固化土抗压强度特性试验

为论证水泥砂浆固化土工程应用的可行性,通过设置不同掺砂量、含水率、砂料粒径和养护龄期条件,对水泥砂浆固化土进行无侧限抗压强度试验.试验结果表明:(a)掺砂可提高水泥砂浆固化土的抗压强度,尤其是早期强度.一定水泥掺入比条件下,当掺砂量处于最优掺砂率(10％左右)时水泥砂浆固化土的强度特性改善幅度最大,掺砂量超过最优掺砂率后水泥砂浆固化土的抗压强度无显著提高.(b)水泥砂浆固化土的抗压强度随原料土含水率的增加而减小,当原料土的含水率较低或养护龄期较短时,水泥砂浆固化土的抗压强度下降幅度均较大,当含水率较高时水泥土掺砂难以达到预期的固化效果.(c)砂料粒径变化对水泥砂浆固化土的抗压强度影响较小,水泥砂浆固化土强度随着粒径的增大略有提高;砂料粒径变化对水泥砂浆固化土变形系数的影响较大,两者近似成正比关系,在实际工程中无需对砂料进行筛分而直接运用即可获得较好的处理效果.(d)水泥砂浆固化土无侧限抗压强度试验的破坏模式多为脆性张裂破坏和塑性剪切破坏.随着养护龄期的延长以及掺砂量的增加,脆性张裂破坏更为显著.     

排水条件下吹填软土蠕变特性

为深入了解排水条件下吹填软土的蠕变变形和黏滞特性变化规律,对沿海地区软土地基的长期沉降进行合理预测。以天津滨海吹填软土为研究对象,利用三轴流变仪开展一系列的蠕变试验,分析不同排水条件、围压、固结比和初始静偏应力对其蠕变变形的影响,并在此基础上探讨排水条件下黏滞系数的变化规律,构建相应预测模型,同时,利用试验数据对计算结果进行验证。最后给出排水条件下考虑围压和时间等因素吹填软土蠕变变形的预测公式,构建不同蠕变变形阶段黏滞系数的预测模型,并验证模型的可行性。研究结果表明：排水和增大围压、固结比均可有效弱化吹填软土的蠕变效应,初始静偏应力的影响则存在临界值,小于该值时,蠕变变形减小,反之,蠕变变形明显;排水蠕变过程中黏滞系数随围压和固结比的增大而增大,且在小偏应力作用时,呈指数增长趋势,大偏应力作用时,增长幅度近乎线性且速率缓慢,而随初始静偏应力的增大而近乎线性减小;不同蠕变变形阶段,黏滞系数的表现存在差异性,其中线性黏弹与线性黏塑阶段,黏滞系数仅为时间函数,而非线性黏塑阶段,黏滞系数同时为时间和应力函数。研究成果可为吹填软土场地施工提供参考。     

滨海道路吹填软基增压式真空预压试验研究

为研究无砂增压式真空预压对含砂量较高的吹填土软基的加固效果,以闽南沿海某道路工程为依托开展原位试验研究,在监测检测基础上,对膜下真空度和孔隙水压力变化、地基固结沉降特点及加固前后土的物理力学性质指标进行了分析,并就土体增压时机问题进行了讨论.结果 表明无砂增压式真空预压技术对含砂量较高的吹填土地基具有十分良好的加固效果...     

膨润土及掺砂混合物膨胀变形试验研究

膨润土作为高放废物深层地质处置的缓冲/回填材料,非常有必要研究其物理力学性能。本文利用固结仪对钙基膨润土及其掺砂混合物进行了一系列膨胀变形的试验研究,分析了膨胀变形特性与初始干密度和含水率之间的关系。试验结果表明:膨润土及掺砂混合物的膨胀应变主要取决于膨润土及掺砂混合物的最初干密度和膨润土含量,随着初始干密度的增加而增加,随初始含水率的增加膨胀变形逐渐减小。     

高液限土路基掺砂改良试验研究

对细颗粒含量较高的高液限粉土进行室内掺砂改良试验,以塑性指数、CBR值、含水率、最大干密度作为控制指标,通过不同比例的掺砂量试验,以压实度、CBR值和压缩系数为衡量指标,分析不同掺砂量土样控制指标的变化特点,研究其物理力学性质的变化规律,找出经济合理的掺砂比。     

RST轻质砂强度特性试验研究

为了研究RST轻质砂抗剪强度特性,对不同配合比的RST轻质砂进行常规三轴固结不排水试验,得到在不同条件下的应力应变关系曲线.研究发现,初始相对密实度越大,软化现象越明显;橡胶颗粒掺量的影响随应力水平的不同而变化,而且抗剪强度指标随橡胶颗粒掺量的增加呈现明显减小的趋势;粒径不同时,RST轻质砂的峰值应力存在差异性,掺加的橡胶颗粒最佳粒径为不大于0.5mm;固结围压对峰值应力比和残余应力比的影响较大.研究成果可作为进一步研究这种新材料本构关系的依据.     

基于C-C型固化剂的吹填超软土渗透固结特性研究

在吹填超软土中加入不同掺量的C-C型固化剂进行压缩固结试验和真空固结试验,对固结前后土体的渗透固结特性和基于有效孔隙比与孔隙抗压性能的增渗机制进行研究,探究既能提高渗透性,又能保持较高强度的合理掺量.发现半固化超软土的固结特性与软黏土基本一致,固结系数随固结压力的增大而增大,渗透系数随荷载的增大而减小;相同荷载作用下,固结系数和渗透系数均随掺量的增加而增大.加入少量固化剂后,压汞试验显示孔径分布曲线峰值明显左移,孔径集中分布区间向小孔隙区间移动,土样有效孔隙比随掺量变化存在最大值,土体骨架的存在使得孔隙抗压缩性能不断增加,保留了具有较高强度结构的排水通道,这种压缩性较低的多孔骨架结构对渗透性的提高有着显著作用.固化过程中,固化剂掺量越多,形成土骨架的作用越明显,土体强度和抗压缩能力就越高,其中掺量为10%的土样无侧限抗压强度高达360.1kPa,远高于直接固化强度.研究表明,固化剂掺量在1%～10%时,主要发挥的是增渗作用,是药剂真空预压处理超软土的理想添加范围;而大于10%后以固化作用为主.     

粉煤灰改良膨胀土脱湿过程裂隙发展规律与影响因素研究

环境温度、初始含水率、粉煤灰掺量和干密度均对膨胀土的幵裂有重要影响,为了分析初始含水率和粉煤灰掺量对膨胀土裂隙发展过程、发育规律、发展机制的影响进行了多组脱湿过程裂隙开展试验;并进行了定量分析。结果表明试样裂隙可分为三神:一条主裂隙加上多条次裂隙、三岔口型裂隙、环状裂隙其中掺有粉煤灰试样大多数出现第三种裂隙未掺粉煤灰的试样出现第一、二种裂隙。随着试样含水率減少脱湿过程可分为三个阶段:无裂隙阶段、裂隙产生和发展阶段、稳定阶段。裂隙度随初始含水率的增大而增大随粉煤灰掺量的增加而减小。粉煤灰掺量对未养护试样的临界含水率影响不大养护后其临界含水率增大。     

淋滤液饱和掺砂膨润土的压缩固结特性试验研究

通过对膨润土-砂混合物进行一维压缩固结试验,研究掺砂及液相介质对膨润土压缩固结特性的影响.研究发现,膨润土-砂混合物的胀缩临界压力随掺砂率的增加而减小,两者呈现良好的线性关系;压缩系数随掺砂率的变化存在峰值,当掺砂率小于60%时,压缩系数随掺砂率的升高而升高,并呈现良好线性;掺砂率大于60%时,压缩系数随掺砂率的升高而降低;固结系数随掺砂率呈现线性变化;液相介质对掺砂膨润土的压缩固结特性有很大影响,以淋滤液饱和时,其压缩性明显升高,固结变快.试验结果对垃圾填埋场防渗缓冲层的改进提供试验依据.     

吹填淤泥自重沉积物理力学性质变化特征

吹填淤泥自重沉积阶段物理力学性质具有时空变异特征.通过对某围海造陆区吹填后淤泥自重沉积阶段物理力学性质的测试分析,对吹填淤泥的物理力学性质沿土层深度及自重沉积时间的变化特征进行了分析,结果表明:1)吹填淤泥的含水量(孔隙比)沿深度减小,变异性沿深度增加,强度沿深度明显增加,具有较大的变异性,应考虑变异性对选取土性指标的影响;2)吹填淤泥的含水量(孔隙比)在吹填施工完成前两个月减小速率很快,特别是表层1 m淤泥减小速率最显著,与相邻中间层淤泥层差距逐渐增大,两个月后整个吹填淤泥层进入缓慢失水状态.     

废旧轮胎橡胶颗粒掺量对吹填软土抗剪强度的影响

废弃轮胎橡胶颗粒按不同掺量与吹填软土均匀混合,配置成混合土样,进行不同固结压力下的直接剪切试验,得到相应的剪应力与剪切位移的关系,分析了废弃轮胎橡胶颗粒掺量对吹填软土抗剪强度的影响,提出不同掺合比下供参考的抗剪强度指标。结果表明:随着废弃轮胎橡胶颗粒掺量的增加,吹填软土-橡胶颗粒混合土的内摩擦角呈现先减小后增大的趋势;而黏聚力呈现先增大后减小的趋势。但抗剪强度的总趋势是随橡胶颗粒掺量增加而增大,剪切位移达到3~5mm之后,剪切强度基本保持不变。     

深圳湾海相淤泥的压缩特性研究

海相淤泥压缩特性的研究对于其地基处理沉降准确预估具有重要的实践意义。通过对深圳湾吹填淤泥与海相原状淤泥压缩曲线特征分析,对其压缩特性进行了对比研究,结果表明:1)吹填淤泥的e-P曲线不同于海相原状淤泥,压缩过程分为扰动压缩、弹性压缩、塑性压缩三个阶段,第一阶段压缩系数比海相原状淤泥大一倍以上;2)吹填淤泥的e-lgP曲线转折点对应的固结压力为结构强度,将曲线分为两近似直线;3)由吹填淤泥压缩曲线特征得到的地基沉降简化计算方法,无需事先确定先期固结压力,使用方便且简洁。     

孔隙比变量一维固结方程解析理论

经典Terzaghi固结理论假定固结沉降与超孔压消散间满足线性耦合关系,通过计算土体应力固结度与土体最终沉降量预测沉降发展过程。由于土体固结沉降与超孔压消散间存在不同步耦合效应,沉降发展快于超孔压消散,应用应力固结度预测土体沉降发展误差较大。以孔隙比变量作为固结方程控制变量,根据孔隙比边界条件求解土体固结沉降过程可以有效避开超孔压消散与土体沉降间的滞后耦合效应。以土体连续方程、达西定律、有效应力原理为基础推导孔隙比变量固结方程及边界条件,研究边界条件、土体自重、初始孔隙比分布、非瞬时加载等对土体固结过程与最终效果的影响,比较应力与应变固结度间差异。研究表明初始条件、土体自重等对孔隙比变量解答有较大影响,引起5%左右误差。     

地下水位上升对吹填场地地震响应的影响

根据勘察资料和室内试验,构建了北部湾地区吹填场地的简化计算模型。采用完全非线性方法,针对可液化的吹填砂层采用Byrne模型进行动力流固耦合计算。通过输入不同幅值的El Centro波,研究地下水位上升对吹填场地地震响应规律的影响。结果表明:地下水位上升对吹填场地地表的水平向加速度具有放大作用,其中对多遇地震和少遇地震的放大作用相对于罕遇地震而言要显著;地下水位上升对砂土层超静孔隙水压力的积累和消散具有较大影响;地下水位上升对吹填场地地表沉降量的影响较小。     

人工结构性土的次固结特性研究

盾构施工过程中会对周围土体产生剪切扰动,破坏土体的结构性,结构性越强的土,其受扰动作用的影响就越明显.本文通过配制不同水泥掺量来模拟土体结构性的强弱,并进行分级加载的次固结试验.试验结果表明:压缩指数随着水泥掺量的增加而减小,水泥掺量较大时,压缩指数与水泥掺量较小时相比明显减小;结构屈服应力随着水泥掺量的增加而增大;本文所提出的次固结系数公式的计算值与试验值较为吻合,说明本文建立的考虑土体结构性的次固结系数计算模型具有一定的合理性,可为工程实践中次固结沉降的预测提供一定的理论指导.     

欠固结竖井地基的大应变固结分析

基于分段线性法,对真空-堆载联合预压下竖井地基大变形非线性固结(VRCS1)模型进行简单拓展,使其能用于欠固结竖井地基的大应变固结分析.通过工程案例和数值法对比,验证了拓展方法的正确性,并通过竖井地基自重固结与加载固结的对比,表明两种类型荷载产生不同的固结过程,忽略竖井地基的欠固结会导致固结分析误差.使用VRCS1拓展模型对影响欠固结竖井地基固结的土颗粒相对密度、土体初始高度和初始孔隙比进行分析,结果表明:欠固结土的土颗粒相对密度越大,最终沉降越大,但等应力条件使整体固结沉降速率越慢;欠固结土体初始高度越大,最终沉降越大,但整体固结度发展速率越慢;土体初始孔隙比越大,最终沉降越大,固结速率也越快.