新型降排水强夯加固冲填沉积土地基研究

在地下水丰富、降雨多水地区采用强夯法处理滨海冲淤积土砂混杂的沉积土地基,降水消压是保障加固效果的施工难点和关键技术措施。为解决该难题,将两项新型专利降排水技术"水气分离集成管井"和"低位负压组合排水结构"应用于南通地区6～9月份的强降雨季节的强夯施工,通过试验区施工监测和效果检验测试对其机制特性和效果进行了深入研究。监测结果表明,两项新结构集成了水力释重、真空负压和多通道立体排水等多项降排水机制,均体现出良好的降排水和孔压消散能力,但在降水消压的快慢、夯击能量的深层传递和土体侧向水平位移特性等方面也存在差异,反映了不同结构特点的影响。检测结果表明,静力触探Ps值增大3～5倍,地基承载力提高1.8～2.2倍,土的物理力学性质和强度指标改善明显,反映了动力夯实为主、降排水预压固结为辅两者相结合的功效。     

新型降排水强夯加固冲填沉积土地基研究

针对地下水丰富、季节性降雨多、降水消压难度大的特点,提出“水气分离集成管井”和“低位负压组合排水结构”新型降排水技术,应用于南通某工程试验区强夯施工,并通过现场监测和试验检测揭示了新型降排水结构的机理特性和功效. 结果表明,两项新结构集成了水力释重、真空负压和多通道立体排水等多项降排水机制,均体现出良好的降排水和孔压消散能力,但在降水消压的快慢、夯击能量的深层传递和土体侧向水平位移特性等方面也存在差异,反映了不同结构特点的影响. 加固后地基土静力触探p_s值增大3~5倍,地基承载力提高1.8~2.2倍,土的物理力学性质和强度指标得到明显改善.     

线性加载作用下软土地基固结变形分析

目前软土在加载下的固结变形研究主要为瞬时加载,为明确线性加载作用下软土固结变形规律,通过太沙基一维固结理论和有效应力原理的方法求解了软土地基在任意加载速率下一维固结方程的通解,并求解了线性加载下固结方程的解析解。结果表明：线性加载下软土地基产生的超静孔压可以分成增长期、快速消散期和缓慢消散期三个时期;加载速率影响超静孔压的增长路径、消散速率以及最大超静孔压值,最大超静孔压值与加载量近似成线性增长关系,加载速率对最大超静孔压值的影响存在临界值k1和k2;固结系数影响临界加载速率,排水距离影响超静孔压的消散时间;加载速率改变沉降路径而不影响沉降值、改变固结路径并且影响固结时间;最后结合工程实例进行对比分析,发现基于线性加载固结方程解析解得到的理论值及变化规律与实测值有较好的吻合性。     

软土地基中打桩挤土效应影响分析

饱和软粘土地区进行预制桩沉桩施工时,因挤土效应在桩周土体内部产生了较大的超静孔压,超静孔压的消散引起桩周土体大面积沉降,同时桩土之间存在较大的沉降差,沉降差将导致基桩承受负摩阻力的作用。上述因素都会直接影响到建构筑物的正常使用。通过研究群桩沉桩施工对桩周土体的扰动以及超静孔压的变化,分析了桩土沉降规律及其对单桩承载力的影响,同时对建构筑物正常使用阶段的变形情况进行了预测分析。     

多运营模式下地铁的超静孔压分布特征与动力累积变形规律

以往地铁隧道沉陷研究主要局限于不排水条件下的洞周土体动强度和液化及累积塑性变形等方面,但对排水条件循环荷载下超静孔压和累积塑性变形研究不足。结合地铁的正常运营状况,针对南京地铁河西段粉砂土工程地质特点,开展排水条件下循环荷载三轴实验。在获得可靠的动参数和动变形基础上,运用GeoStudio有限元软件建立二维地基-隧道有限元模型,对地铁多运营模式下隧道地基土的排水条件循环荷载动力响应非线性分析,得到运行方式和运行速度等因素影响下隧道洞周位移和超静孔压的动力响应性状。结果表明:双向运行时隧道上方的竖向位移响应值小于单向运行时的竖向位移响应值。而洞周超静孔压与之相反;列车运行速度为35 km/h的超静孔压响应值大于60 km/h的响应值,竖向位移无明显差异。列车低速产生的振动频率相对较低,能量衰减越慢,所以产生较大的超静孔压,与实测在规律上相符合。     

饱和砂土地基上边坡地震动力离心模型试验研究

地震液化导致地基土体强度丧失往往对土工建筑物安全造成严重威胁.为借助动力离心模型试验研究地震液化对边坡稳定性的影响,该文采用粘度50cs的硅油作为孔隙流体,通过二步抽真空法制作具有饱和地基的边坡模型,利用不规则任意波作为地震输入进行动力离心模型试验,研究了饱和地基边坡的动力响应、动孔压变化以及坡底液化和滑坡等规律.试验表明:地震中超静孔压有明显增长,地震结束后超静孔压逐渐消散;边坡不同位置超静孔压比明显不同;饱和地基部分液化导致边坡刚度减小和土体阻尼增大从而使边坡土体的加速度明显减小.     

变荷载下考虑结构性的双层地基一维非线性固结分析

考虑变荷载下结构性软土双层地基在固结过程中压缩性和渗透性的非线性变化,基于e-lgσ′两折线压缩模型及e-lgkv渗透关系,利用半解析方法和成层地基一维固结解析解对结构性软土双层地基一维非线性固结问题进行求解。编制相应的计算程序,通过实例计算,分析变荷载下考虑结构性的双层地基一维非线性固结性状,分别讨论土体结构性、加载速率、结构屈服应力和渗透指数对地基固结性状的影响。研究结果表明:考虑土体结构性影响比未考虑土体结构性的固结速率增大,最终沉降量减小;当最终荷载不变时,随着加载历时的增大,地基固结过程变慢;结构性软土结构屈服应力增大,超静孔压消散加快,土体固结速率增大;双层地基各层渗透指数对超静孔压影响较为复杂,对上下层地基沉降速率影响不同。     

考虑流变效应的软黏土地基大应变固结研究

软黏土压缩性高,在固结过程中变形较大时需要考虑大应变的影响.同时,软黏土具有明显的流变效应,对地基的长期沉降有着重要影响.为此,基于通用有限元软件ABAQUS平台编制土体流变模型UMAT子程序,进行软黏土地基大应变流变固结分析.比较大应变与小应变固结过程中超静孔压消散与沉降发展的差别,并分析模型参数对计算结果的影响.采用半对数经验公式考虑渗透系数随孔隙比的变化,分析渗透指数对固结过程的影响.研究结果表明:大应变固结最终沉降比小应变小,超静孔压消散比小应变快;土体固结对模型中Hooke体弹性模量的变化比Kelvin体弹性模量变化敏感;随着渗透指数的增大,土体固结速率增大.     

淤泥质海岸防波堤工程地基监测研究

港区内软土层深厚,地基条件复杂,堤身填筑高度大,给防波堤建设带来诸多隐患.为及时反映地基稳定状况、动态指导和控制施工进度,选取典型断面开展现场监测试验,对施工过程及工后的稳定性、变形、加固效果进行现场监测与检测.结果表明:地基沉降、深层水平位移在填筑期间发展较快,填筑至堤顶后逐渐趋于稳定.监测期内地基最大沉降量为760 mm,沉降速率在10 mm/d的安全标准范围,淤泥层压缩量占地基总沉降量的86%左右;地基最大深层水平位移在深度5～14 m范围的淤泥层内,水平位移速率小于5 mm/d.地基中总的孔压值在填筑期间上升,加载结束后孔压值开始缓慢消散,呈现出良好的规律性.防波堤建设后,淤泥地基的土性指标得到了不同程度的改善,地基强度得到明显提高.     

高能级强夯加固粗颗粒碎石回填地基现场试验

利用能级为15 000kN.m的高能级强夯加固粗颗粒碎石回填地基,测试夯击过程中夯坑及其周边土体的沉降变形,并对强夯后的地基加固效果进行检测与评价.可发现,第1、2和3遍夯击时的平均夯坑深度分别达到4.38,3.71和1.93m,夯击过程中地表土体都发生沉降变形,并未发生隆起;利用多道瞬态面波法评价该场地强夯加固深度至少达到16.5m,并且在整个加固深度范围内,未出现软弱层,夯后地基承载力远高于设计要求值.最后,提出了利用Menard公式评价高能级强夯处理粗颗粒碎石回填地基有效加固深度时n值的范围,为同类场地条件下高能级强夯工程的设计、施工与检测提供了参考.     

真空—堆载联合预压在横琴能源站地基处理中的应用

基于真空—堆载联合法在珠海横琴能源站软土地基处理方案的实施,对现场真空度、孔隙水压力、深层水平位移、地表沉降、地下水位、分层沉降监测资料进行分析,以及地基处理前后的室内试验和现场原位试验资料进行对比和研究,结果表明:真空—堆载预压后,软土地基的沉降速率指标、固结度、承载力均达到设计要求,软土各项物理力学指标明显改良,预压效果良好;为具有相同或类似条件地域的软土地基加固处理提供了经验.     

高真空击密法加固青岛地区软土地基试验研究

结合青岛高新技术产业开发区的软基加固处理实践,对高真空击密法加固饱和软土地基在本地区的加固效果进行了研究。通过对加固处理过程中土体的超静孔隙水压力变化,变形、承裁能力变化等进行监测,并对大面积施工过程中各参数包括强夯的夯击能、有效加固深度、务击闻隔时间、夯击次数和遍数、真空降水的时间等进行优化分析,试验结果表明高真空击密法能充分发挥强夯和真空降水的优点,有效加固了土体。     

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。     

振冲动力法加固地基的机理

从振冲动力原理出发,研究了振冲动力加固地基的瞬时过程中的波动理论,根据有效应力原理和土体中的应力－应变关系导出了振冲作用产生的波动方程,依据土力学和土动力学原理,研究了振冲动力作用下土层中超静孔压积累的规律－超静孔压积累微分方程和定解条件,研究结果表明振冲动力作用使得超静孔隙水压力波动上升,孔压波动上升与振动的频率有关,利用这一成果可计算土层的液化深度和强夯法进行抗震处理的加固深度,同时讨论了振冲动力作用时瑞雷波的影响。     

强夯法处治新疆盐渍软弱土的机理及应用研究

新疆地区存在的盐渍软弱土采用强夯法处理存在地基液化、土层结构破坏和表层盐分聚集等问题。以新疆开都河某公路工程为例,进行了单点夯、强夯面回铺砾石土和降水井结合回铺砾石土强夯三种方案;并且通过对夯沉量、孔隙水压力和夯后弯沉等参数的分析研究提出合适的强夯方式。试验表明采用降水井结合回铺砾石土强夯;且用两遍点夯和一遍满夯的方式可有效地消除由地下水位高引起的强夯地基液化和夯后结构破坏引起的沉降不均匀现象;此强夯工艺简单,质量易于控制,能给新疆其他盐渍软弱土的地基处理工程提供参考。     

考虑坑外渗流自由面变化的基坑工程性状分析

通过对基坑工程进行考虑孔压消散与变形耦合效应的有限元分析,得到了坑外渗流自由面随时间的变化规律,并研究了坑外渗流自由面变化对基坑内外超静孔压、土水势以及基坑变形的影响.研究表明,考虑坑外渗流自由面变化时,坑内外的超静孔压和土水势都减小;坑外渗流自由面的变化使得坑外水压力减小,有效应力增加,并引起坑内外的水头差降低,因而使得支护墙的水平位移和坑底的隆起变形减小,坑后的地表沉降增加.     

强夯—塑料板排水法在粉土和粉质粘土地基加固中的试验研究

针对黄河中下游粉土、粉质粘土成层地基,通过插设塑料排水板和不插排水板条件下强夯对比试验研究,证实了插设塑料排水板可以有效的降低强夯时超静孔隙水压力峰值,加快其消散,缩短强夯施工工期;提高强夯夯沉,减少振动对土体的扰动,缩短触变恢复时间,因而人工塑料排水板在强夯处理此类地基中是十分有效的。     

红层岩溶发育特征与地面塌陷形成机理-以咸宁地区为例

通过收集整理前人研究资料、实地踏勘以及现场灰质砾岩取样、磨片及显微镜观测等方法手段,分析了红层岩溶发育特征与灰质砾岩溶蚀机理,同时,结合咸宁地区实际地质条件,建立了岩溶地面塌陷室内物理模型,通过监测抽(排)水与降雨两种情况下土压力、孔隙水压力以及土体位移变化情况,分析了抽(排)水和降雨对岩溶地面塌陷的影响机制。模型试验结果表明研究区岩溶地面塌陷形成机制主要为潜蚀作用,真空吸蚀作用次之。降雨对地表土体产生冲刷,地下水渗流作用造成土体潜蚀、运移;抽(排)水时水位发生骤变,水力梯度变大,加速了泥沙带出,导致含砂砾黏土层逐渐被潜蚀、掏空,加之真空负压的吸蚀叠加作用,促进土体破坏导致失稳,最终发生地面塌陷。由此可知,咸宁地区红层岩溶地面塌陷的形成机制主要是潜蚀作用与真空吸蚀作用交互反应,抽水是其诱发岩溶地面塌陷的主要外因。     

匀速等量堆载的真空联合堆载预压下吹填土工程特性试验研究

针对温州滩涂围垦区吹填土处理难度大、强度低、工期长等问题,在真空-堆载联合预压下,采用5 k Pa/d匀速堆载的方式进行室内模型试验;同时设立真空预压对照组。对真空度、孔隙水压力、表层沉降进行监测并分析变化原因。通过加固后的土体含水率和十字板剪切强度对加固效果进行对比分析。试验结果表明:真空-堆载联合预压处理技术能够又快又好地加固温州吹填土。匀速堆载时真空度、孔压和土体表面沉降有明显变化;但随着时间推移而减弱。加固效果优于真空预压。     

南沙深厚软土真空预压法的现场试验与应用研究

真空预压法做为一种加固软土地基的有效方法,已经被广泛用于沿海地区公路软土地基加固当中.为了研究真空预压法在深厚软土中的加固效果,通过现场试验的方法,对采用真空预压加固公路软基的一个试验段进行了分层沉降、孔隙水压力、表面沉降和水平位移的现场观测,并对观测结果进行了分析.最后,通过现场取样和室内试验的方法,对加固前后的土体抗剪强度指标等物理力学性能指标进行对比,对比发现,加固后地基土的力学性能得到较大的提高,对真空预压法在南沙深厚软土中的应用提供了设计依据.图9,表2,参6.