动力固结法加固软粘土地基试验研究

为了探索排水条件对动力固结法加固软粘土地基的影响,本文根据对不同排水条下的饱和软粘土试验区进行了对比试验,通过研究土体侧向位移、夯击下沉量、孔隙水压力等变化特点,发现了一些基本规律和重要现象,对于理论设计和施工有一定的指导意义.     

饱和软粘土固结、蠕变变形和应力松弛规律

本文通过室内试验着重研究饱和软粘土在排水和不排水条件下简单加载和重复加载时的固结、蠕变规律,在排水条件下土体静止侧压力系数K0(t)的历时降低规律．以及土体的剪应力松弛规律和松弛过程中侧压力系数历时增长的规律．并且介绍了以上这些规律的工程应用价值．     

软粘土地基非线性一维大变形固结的有限差分法分析

在几何非线性分析的基础上考虑软粘土的非线性本构关系，采用张量指标记号推导出物质描述的一维非线性大变形固结的控制方程，采用有限差分方法对非线性控制方程进行数值求解，编制了计算程序。数值计算结果表明：在相同的非线性本构关系前提下，软粘土地基的非线性大变形固结沉降始终小于非线性小变形固结沉降；且随着荷载水平的增大，大变形固结和小变形固结的沉降量的差别越来越大，几何非线性对软粘土地基沉降影响是不可忽略的。     

软粘土的抗剪强度指标试验分析

通过三轴UU剪切试验,得出了试样饱和度对软粘土抗剪强度参数的影响关系;再通过大量的固结快剪试验,得到软粘土在不同固结压力、不同固结度下的强度变化规律。     

冲击荷载作用下软粘土变形和孔压的若干问题

研究饱和软粘土的预剪及后固结性能,对饱和软粘土在冲击荷载作用下变形和孔压的一些规律作进一步探讨,另外,在大量试验基础上,建立了一个冲击荷载作用下孔隙水压力的计算模式,并对影响孔压发展的诸如土性、固结应力状态、荷载强度等因素进行了简要分析,试图从另一一个角度定量分析影响孔压发展的各种因素。     

黔中地区红粘土的超固结性及低密实度和变形特征

根据野外现场调查和室内的实验资料,对红粘土的超固结性及低密实度和变形特征进行讨论,指出红粘土是超固结土,但同时密实度很低。超固结及低密实度的特征对土的变形性能也有显著的影响。还研究了红粘土超固结性和密实度及变形随土的埋深反常规变化的规律,并对红粘土的前期固结压力提出新的认识。     

天然结构性软粘土应力历史的确定

土的天然结构性软粘土是一种具有较强结构性的土，通过传统的求取土先期固结压力的方法，是无法获得其真正先期固结压力的．所以为求得土真正先期固结压力，采用了重塑土样，用还原法确定出土在没有结构强度影响下的压缩曲线，并求得相应的先期固结压力．同时定性分析了杭州天然结构性软粘土的应力历史，与定量计算结果进行了比较，两者所得结果是一致的．由此为求取具有较强结构性的土的先期固结压力提供了一种新的思路和方法。     

既有红粘土地基压密固结效应研究

为了解受荷时间对既有红粘土地基压密固结效应的影响,本文针对影响承载力变化的“时间”因素,利用贵州铝厂氧化铝厂中受上部荷载分别为40年、30年、20年的既有红粘土地基载荷试验与地基土的物理力学性质试验,对地基土压密的时效性进行了研究。本次试验获得了12个工点地基土的承载力特征值、极限荷载、变形模量、相关土工试验数据以及地基土性状随时间发生变化的规律。结果表明,长期受上部荷载作用的既有红粘土地基表现出明显的压密固结效应,承载力提高幅度达到了6.7%到73.3%,红粘土地基承载力随受荷时间的增加呈上升趋势。研究结果以期为贵州铝厂其他车间的改建与重新开发提供地质依据。     

大变形固结理论连续性条件的严格表述

基于连续介质力学有限变形理论,提出了欧拉描述情况下,一维大变形固结连续性条件的严格表述形式.其中,控制变量分别选择常用的Almansi应变和孔隙比两种情况.分析结果表明,以往根据简化形式的连续性条件得到的Almansi应变及其物质时间导数的计算值均偏小,容易导致对地基沉降变形的估计不足.传统分析中将Almansi应变的物质导数直接用作土体瞬时体积变化率,这种度量方法理论上应当予以修正.     

饱和软土的弹塑性大变形有限元平面固结分析

基于非线性连续介质力学的基本理论,采用Ｔｏｔａｌ Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ法（即ＴＬ法）。在原有的小变形弹塑性软土固结程序Ｃｏｎｄｅｐ基础上,编制了二维大变形平面固结问题有限元计算程序,其中采用软土修正Ｃａｍ－ｃｌａｙ本构模型时,考虑了刚性旋转不变性的影响。验证了程序的正确性,并就一典型的软土地基进行计算,所得结果与小变形理论结果作了对比。     

软土地基固结的三维数值模拟

结合Biot三维固结理论运用有限元分析程序ADINA对软土地基的固结进行分析计算,地基土体采用弹性—理想塑性Mohr-Coulomb本构模型,计算中考虑侧向变形及空间渗流的影响,通过秦沈客运专线路堤断面实例的分析,计算数值与实测数据吻合较好。     

饱和软粘土的工程特性分析

随着基础设施建设的发展,人们不得不面对许多淤泥类软土地基.本文根据大量室内试验成果,分析了淤泥的微观结构、应力应变关系以及固结特性,得出了一些规律性结论,对于软粘土地基的理论设计与工程实践有重要的指导意义.     

胶新铁路软土路基沉降变形规律研究

基于胶新铁路实验研究项目,对实测结果进行了理论分析与对比.详细分析了通车前和通车后软土路基的沉降变形特征.根据麦钦特模型对路基沉降计算方法提出了修正的计算公式.结果表明,修正公式很好的反应了沉降变化规律.     

滨海软黏土蠕变特性的三轴试验

为探讨天津滨海典型软黏土的蠕变特性,利用英国GDS动三轴试验系统,开展了考虑围压、加荷比以及排水条件等因素下的三轴蠕变试验研究,得到了不同条件下滨海软黏土的应力．应变．时间关系曲线．试验结果表明：天津滨海软黏土具有非线性蠕变特性,其蠕变变形演化特征受结构性制约,低围压条件下,蠕变等时曲线近似为线性,无明显的屈服特性;当围压较大时,蠕变等时曲线呈现折线特性;排水条件下的蠕变等时关系曲线比不排水条件下的非线性程度明显,排水条件下其体变性状总体上表现为剪缩,蠕变变形速率和变形量均低于不排水条件;不排水条件下软黏土的初始蠕变变形速率和变形量与围压和加荷比有关,相同偏应力水平下,固结压力越大,初始蠕变速率越大,达到稳定蠕变阶段的时间越短,蠕变变形量越小;初始固结压力一致时,加荷比越大瞬时蠕变速率越大。破坏应力值越小．     

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.     

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。     

两种固结方式下软黏土三轴不排水剪切的模量

原位软土处于K₀固结状态因此变形具有显著的非线性和各向异性,然而室内三轴剪切试验通常采用等向固结方式,目前对K0固结和等向固结两种方式下不排水剪切的模量Eu的差别还未系统的对比总结过。采用上海软黏土的原状土样和重塑土样,进行了三轴等向固结压缩(ICUC)、K₀固结压缩(ACUC)和K₀固结拉伸(ACUE)三种不排水剪切试验,对比分析了应力-应变曲线、不排水模量Eu的非线性特性以及双曲线模型的参数值。研究结果表明,同等应变下ICUC试验的Eu与ACUE试验相近,但要大于ACUC试验值;ACUC试验与ACUE试验具有相近的初始模量和破坏比。结合试验结果和双曲线模型,推导给出了适用于这三种试验的归一化模量的统一表达式,并给出了上海软黏土的参数值。     

基于分段线性化模型的一维流变固结分析

为进一步认识饱和软黏土的黏滞效应对其一维固结过程的影响,引入考虑时间效应的统一硬化(UH)本构模型来描述其变形的弹黏塑性,从而改进了一维分段线性化(CS2)固结模型.通过与已有研究成果的对比,证明了UH本构模型以及修正后CS2模型的有效性.在此基础上,探讨UH本构模型参数对固结进程的影响.数值分析表明,饱和软黏土的黏滞效应使得靠近不排水面处的土体在加载初期出现了超孔隙水压力升高的现象,随后减缓了加载中后期地基超孔隙水压力的整体消散,增大了地基的沉降量.同时,随着回弹指数和初始超固结参数的增大,上述流变固结特性更加明显.