依据现场载荷试验结果计算静止侧压力系数的探索

静止侧压力系数是岩土力学计算中经常遇到的一个重要参数.基于现场载荷试验的变形计算公式,推导了一种新的正常固结土静止侧压力系数计算公式,并进一步讨论了超固结土静止侧压力系数计算方法.经对比验证,计算结果和经验公式的结果比较符合,具有一定理论和实用价值.     

固结试验及其相关问题的讨论

固结系数是岩土工程中较常采用的计算参数之一,大量的实际工程计算与监测结果表明,试验得到的固结系数偏小．为了探讨固结试验过程的内在特征,将常规固结试验仪器进行了改进,使其能够进行土样底部的孔压测定．经过100kPa,200kPa,400kPa3个不同固结压力下的固结试验,分析了试样底部的孔压上升规律与太沙基固结理论差异的原因;通过减小土样与仪器侧壁摩擦的对比试验,使上述差异得到一定的改善;又通过全自动应力路径三轴试验,分析了其他因素对固结试验的影响．     

鲁西黄河冲积土次固结特性试验研究

以黄河冲积土为研究对象,通过三组一维次固结变形试验研究其次固结特性,即相同加载比正常固结、超载预压固结和不同加载比正常固结三组试验。分析发现：黄河冲积土的次固结系数与固结压力大小相关,离散性大,均值较其他地区小;受超载预压的土,其次固结特性受影响较大,次固结系数减小;相同加载比的压实黄河冲积土,次固结系数与压缩指数之间存在较好的线性关系;三组试验的lnP/lnCa与lnP之间都有很好的直线关系,拟合出了相关公式,并给出了常数A、B的取值推荐方法;给出了次固结系数Ca的取值建议,利用经验公式和实际沉降值进行比较,验证了理论的正确性。     

固结系数随时间变化的反分析研究

软土地基存在稳定性差和变形大等问题,为了控制工后沉降,需要对地基沉降进行合理的预测。反分析法是依靠工程现场获取的位移测量信息反演确定各未知参数的理论和方法。在太沙基固结理论的基础上,建立的一维匀加载固结反分析模型中,固结系数是反分析中唯一需要确定的参数。相较于室内试验得出的固结系数,反分析计算固结系数接近于实际情况。通过沉降曲线的比对,得到反分析试验数据的合理性以及与实际值的误差。由于渗透系数是随着孔隙比的减小而减小的,渗透系数的改变直接影响到固结系数的值,对室内固结试验结果进行分阶段反分析,得出固结系数随固结时间增加的变化规律。     

软土地基固结系数随时间变化的反分析

软土地基存在稳定性差和变形大等问题,为了控制工后沉降,需要对地基沉降进行合理的预测。反分析法是依靠工程现场获取的位移测量信息反演确定各未知参数的理论和方法。在太沙基固结理论的基础上,建立的一维匀加载固结反分析模型中,固结系数是反分析中唯一需要确定的参数。相较于室内试验得出的固结系数,反分析计算固结系数接近于实际情况。通过沉降曲线的比对,得到反分析试验数据的合理性以及与实际值的误差。由于渗透系数是随着孔隙比的减小而减小的,渗透系数的改变直接影响到固结系数的值,对室内固结试验结果进行分阶段反分析,得出固结系数随固结时间增加的变化规律。     

结构性扰动土-维固结行为的定量分析

基于软土结构性分析，提出一个扰动度的概念，建立扰动度与再压缩指数、压缩指数、次固结系数和表观前期固结压力等土工参数之间的定量关系，并将此关系用于结构性软土-维弹粘塑性固结分析中，说明压缩曲线各段对固结过程不同阶段的影响，以及在沉降预测中，室内试验的土工参数校正和考虑粘滞性效应的重要性．     

卸载对软土伸长强度的影响分析

基于Hvorslev强度理论,以卸荷前应力状态为基准,推导了软土等向卸载后,土体处于类似超压密状态时卸载土体强度与卸载前正常固结土强度之间的关系式;采用太沙基一维固结理论,编制了内嵌固结计算的修正剑桥模型程序,分析不同卸载量、不同卸载固结时间、不同卸载级数对强度的影响,从而提供了全面系统分析卸载对软土伸长强度影响的方法,计算结果与试验数据对比,表明分析方法具有良好的可信度。     

统一固结理论在吹填土中的应用

本文介绍了包含六个基本方程式的统一固结理论,它将土体主固结和次固结阶段统一考虑,认为土体的应力应变关系不是唯一的,而是应变速率的函数。通过一系列室内固结试验及渗透试验求出了一种吹填软粘土的固结参数,采用有限差分法将统一固结理论应用于室内试样和现场土体的固结计算,试验和计算结果表明,统一固结理论具有普遍适用性和合理性。     

尺寸效应对吹填软土固结特性影响的试验研究

利用改装后的固结仪,针对天津地区真空预压处理后的吹填软土,开展了一系列固结特性试验研究,着重研究了试样尺寸对吹填软土固结特性的影响.结果表明,不同尺寸试样的e-lg,p曲线均表现为结构较完整、结构破坏、趋于重塑土3个阶段;在同一等级荷载作用下,稳定应变随着试样高度的增加而线性减小;固结系数和次固结系数均随荷载先增大后减小,最后趋于稳定,固结系数的峰值随着试样尺寸的增大而减小,次固结系数的峰值则相反.基于试验结果建立了一维应变预测模型,模型考虑了尺寸效应,具有参数少、易确定的优点.     

高压深层裂缝性油气藏中不定常渗流的数值研究

根据实验结果和裂缝性压力敏感地层的特性,建立了适合于不同外边界条件下裂缝性压力敏感地层的不定常渗流模型．推导出了裂缝性压力敏感地层的不定常渗流模型的有限元方程．在对区域进行非结构化网格自动划分的基础上,利用有限元计算方法计算出了无限大地层、圆形有界地层以及线性组合边界地层的裂缝性压力敏感地层的井底压力的理论曲线,并对理论曲线特征进行了分析和对比．确定了压力敏感系数以及有效井径组合参数对理论曲线的影响,得到了确定压力敏感油气藏的地层参数的方法．通过某气田高温高压深层气井的实例分析,得到了较好的分析结果,同时也验证该文所建立的裂缝性压力敏感地层的不定常渗流模型的正确性．     

上海软黏土结构屈服特性的试验研究

结构性与各向异性是天然沉积软黏土的两个重要特性。为研究其结构屈服特征,对上海软黏土进行了一系列相关试验,包括灵敏度试验、一维固结试验、K0固结试验、三轴排水应力路径试验。灵敏度试验研究表明,天然沉积上海软黏土在结构破坏前后的不排水抗剪强度存在明显差异,灵敏度为4.86,属高灵敏性土。一维压缩试验结果表明,原状上海软黏土在结构屈服前后压缩特性存在明显的差别,具有结构性土所特有的分段特征。不同应力路径下三轴排水剪切试验表明,上海软黏土具有显著的塑性各向异性,其初始屈服面在p'-q平面上呈倾斜的椭圆形状,但其对称轴略低于K0线。     

离心力场下饱和软粘土自重固结理论的适用性条件研究

为提高土工离心模型试验结果的可靠性,在对离心模型试验装置改造的基础上,以不同离心加速度场中的饱和软粘土为研究对象,对其在不同排水条件、不同厚度下的试验结果进行分析,并与解析法和数值法的计算结果进行对比,以分析离心力场对试验结果的影响程度.研究表明,离心机模拟软粘土的固结沉降主要分为土层快速固结和土层缓慢固结,其中快速固结对总沉降量的影响主要受离心加速度大小的影响;离心加速度越大,试验结果偏离理论计算结果越大;加速度在48—71g范围内,软粘土模型厚度过大,试验结果偏离理论计算值亦有一定程度增加;离心模型试验可以对饱和软粘土的双面排水固结进行定性分析.     

软土次固结系数与压力的关系

通过正常固结软黏土室内分级加载次固结试验,得出了荷载对次固结特性有较明显影响,次固结系数与压力存在一定关系的结论.对于室内试验结果,采用修正的双曲线模型拟合了正常固结状态下土的次固结系数与压力之间的定量关系,从而提出了正常固结土次固结沉降量计算的一种修正方法,并以实际工程某一断面的次固结沉降计算为例,将该修正方法与其他几种计算方法进行了对比分析.结果表明,正常固结土次固结沉降计算须考虑压力对次固结沉降的影响.     

含水率与含砂率对软黏土电阻率影响试验研究

软黏土电阻率是电渗固结时的重要参数,直接影响着电渗固结的效率、阴阳极之间的间距设置等。含水率与含砂率是软黏土电阻率最常见的两个影响因素,需深入研究。试验采用改进的Miller Soil Box,测试了20个不同含水率、不同含砂率的软黏土土样的电阻率。依据试验数据结果,分析软黏土含水率对电阻率的影响、软黏土含砂率对电阻率的影响,以及含砂率与含水率对电阻率的交互影响。试验结果表明电渗固结适用于含砂率低且含水率高的软黏土,高含砂率对电渗固结是不利的,遇到高含砂率的软黏土时,不易采用电渗固结;电渗固结时,软黏土中含水率小于20%时,随着含水率的降低土样的电阻率急剧上升,故将软黏土中的含水率降低到20％左右时,可以作为停止电渗固结的参数之一。     

降水对软黏土渗流特性影响的试验研究

在降水后的上海地铁10号线同济大学站基坑工程现场取样,进行不同固结压力下的室内渗透试验,分析了工程降水对上海软黏土渗流特性的影响.忽略土样自重应力,假设土样垂直总应力等于固结压力,孔隙水压力为静止水压力,将垂直渗透系数与固结压力之间的对应关系转化为垂直渗透系数和垂直有效应力间的对应关系,用数学公式描述垂直渗透系数与垂直有效应力之间的数值关系.结果表明,降水作用使上海软黏土渗流特性的各向异性愈加明显,垂直渗透系数的对数与垂直有效应力成线性关系.     

地铁荷载下隧道周围加固软黏土应变累积特性

通过对上海地铁四号线海伦路站附近隧道周围加同软黏土进行应力控制的循环三轴试验,研究了列车循环荷载作用下加固软黏土的累积变形特性.充分考虑土体围压、固结比、轴向循环压力的大小及频率的影响,得到了加固软黏土在各个因素综合影响下的残余应变的变化规律.通过研究发现,可以用对数关系曲线来描述加固软黏土残余应变随振动次数的变化情况...     

饱和软粘土不排水循环加载作用下蠕变特性的研究

为了探讨珠江三角洲的饱和软粘土在交通行车荷载作用下的变形特性,在K0固结状态下进行了一系列不排水的单向循环加载蠕变试验。研究表明：根据循环荷载的大小,饱和软粘土的累积变形可分为衰减型和破坏型;衰减型循环蠕变的累积应变速率与循环次数的关系可用幂函数来表示,引入相对偏应力水平参数,可考虑动偏应力、初始静偏力和围压的综合影响,累积应变速率与相对偏应力水平的关系可用指数函数来表示。基于流动理论,建立了珠江三角洲饱和软粘土的应变速率状态方程,该模型较好地表达了衰减型循环蠕变的应变速率—应力水平—循环次数关系。     

间歇通电下软黏土电渗固结性状试验分析

在自制的电渗固结装置上,进行轴对称工况软黏土间歇通电和持续通电条件下的2组试验,对不同通电条件下土体电渗固结性状进行对比。研究结果表明：间歇通电下土体表面沉降变化、抗剪强度变化及含水量变化比持续通电下的均匀;间歇通电下土体有效电势高于持续通电下的土体有效电势,电能利用率较高;间歇通电下电极的腐蚀比持续通电下的电极腐蚀弱,表明间歇通电是一种比较经济、合理的电渗通电方法。     

太湖第四纪沉积区土体荷载响应的效应综合特征

土的微结构对土的力学行为机制起着至关重要的作用,对太湖第四纪沉积区典型软土进行单向压缩试验,利用扫描电子显微镜(SEM)所得的照片研究软土在不同固结压力条件下的微结构大小、形状、定向性等微结构参数,分析其变化规律.研究表明,随着固结压力的增加,结构单元体不断变大,集合体的形状在垂直于压力的方向变长,结构单元体的定向性有所提高但不显著;孔隙分布分维呈下降趋势并逐步稳定.采用电镜扫描仪(SEM)对在复杂应力路径作用下剪切前后的黏土样进行微观观察,并从剪切前后孔隙排列、孔隙形态、孔隙尺度变化特征3个方面分析宏观试验原状软黏土归一化抗剪强度各向异性的微观本质.阐述了淤泥类软土的微观结构对其工程性质的重要影响.从泥炭的微观结构分析入手研究了泥炭的性质及特点(包括含水性质、强度性质、固结及次固结性质).讨论了海积软土在固结、剪切作用下微观结构的变化,阐述了海积软土力学行为的本质.通过室内一维固结蠕变试验系统研究分析了次固结系数与固结压力、时间及压缩指数的关,揭示了太湖第四纪沉积区软土的次固结特性.利用扫描电镜试验( SEM)和X射线能谱仪对软黏土中常见的微量元素进行测定,计算其相对百分比并分析了该土的矿物成分和微观结构组成.实验结果表明,该黏土主要以高岭石、埃洛石(伊利石)、水云母(蒙脱石)为主(其中硅为其主要成分,局部的矿物组成有稍许不同).