破碎围岩注浆加固体开挖稳定性及水压超载试验研究

利用三维注浆模型试验系统,开展帷幕注浆加固体开挖稳定性试验,研究位移、总压力及孔隙水压力时空演化规律。研究结果表明:加固体内部位移、土压力及孔隙水压力随开挖步序推进,经历缓慢增长—急剧增加—逐渐稳定3个阶段;开挖对注浆加固体影响范围约3倍洞径,且拱顶位置扰动最大。6级水压超载试验过程中,隧洞拱顶持续沉降,注浆加固体渐进破坏;超载水头压力与初始水头比值h/h03时,涌水速率qw呈线性增大;h/h0≥3后,qw非线性急剧增长;涌出物(水、泥沙)形式经历渗水—滴水—股状涌水—溃水—涌泥的发展阶段;总压力和孔隙水压力均呈现快速增大-稳定-再增大特征,并于破坏时刻附近突跳,且孔隙水压力响应灵敏度更高。注浆加固体渗透性测试试验表明,注浆后泥质软弱区(SCZ)渗透系数k减小3个数量级,破碎区(FZ)k减小2个数量级。基于注浆薄弱区短板效应的认识,提出加固安全度K作为注浆综合效能评判指标,破碎岩体加固后综合性能提高10.3倍。     

竖向荷载作用下复合桩加固液化土沉降分析

为进一步研究复合桩加固液化土在地震荷载作用下桩体沉降变形,利用振动台对钢管—碎石桩加固的复合地基模型在不同荷载作用下进行对比试验。施加0 kg、0.5 kg、1.0 kg、1.5 kg、2.0 kg、2.5 kg六组竖向荷载下,对复合桩加固模型振动过程中不同埋深处超静孔隙水压力和地基沉降进行对比分析,揭示钢管—碎石桩复合加固模型超静孔隙水压力、沉降随荷载的变化规律。结果表明:同一竖向荷载下埋深越大孔隙水压力越大,孔隙水压力的峰值也越大;不同竖向荷载下,不仅随着荷载增大超静孔隙水压力峰值变大,而且超静孔隙水压力随荷载增大消散明显加快,说明竖向荷载作用加速了碎石桩排水功能;施加不同荷载,桩体沉降均随振动时间先缓慢增加又急速增大最后趋于平缓,竖向加荷1.0 kg成为突变点;随着碎石桩的排水,孔隙水压力逐渐消散,土体变密,超静孔隙水压力减小,液化土强度增强,桩周土体对桩约束力增强,桩体的沉降量减小。说明荷载作用下钢管—碎石桩加固复合地基对预防土体液化和提高地基承载力效果明显,并得出沉降量随时间变化的曲线方程,为今后复合桩加固液化土地基的应用提供一定参考。     

西北湿陷性黄土区劈裂注浆试验及地基加固应用

为验证劈裂注浆加固法在处理西北湿陷性黄土地基的有效性与实用性,并指导安全施工,首先在加固建筑物所在场地进行劈裂注浆现场试验,56 d后分别对天然地基与注浆后复合地基进行静载荷试验;在此基础上,进行30 d浸水试验,采集注浆微观图、承载力及湿陷量等原始数据.利用试验结果,并结合现场待加固建筑,用同种材料及试验方法等对其进行纠倾加固.结果表明:在一次注浆最大压力为0.3 MPa、二次注浆最大压力为0.6 MPa的条件下,采用1:1(质量比)水泥浆液的钢花管两次、分层劈裂注浆法表现出了良好的劈裂效果;劈裂注浆法加固处理后的黄土地基承载力较原有地基提高了近3倍,极大地改善了黄土的工程性质;注浆后能够有效消除黄土超过67％的湿陷性;建筑物发生均匀沉降,稳定性较好.同时,提出了一种适用于桩径较小的基于桩土应力比计算的复合地基沉降计算新方法.     

注浆法加固湿陷性黄土铁路路基应用研究

运营期间铁路路基出现沉降病害时,通常采用注浆法进行加固.对于湿陷性黄土铁路路基,注浆加固后土体承载能力是否得到提高至关重要.对已经发生病害的某湿陷性黄土铁路路基原状土进行取样试验,然后采用注浆法进行路基加固并对注浆加固后土体取样试验,对比确定注浆加固效果.结果表明,对于密实度和承载能力均较低的既有铁路路基,通过注浆法加固之后,浆液可以填充于地基缝隙中,有效减小地基土的孔隙比,增大地基的密实度,提高承载能力,为湿陷性黄土地区铁路路基加固提供参考.     

基于桩体加固密实度不同液化土变形特性分析

为了进一步研究水泥土桩和碎石桩加固不同密实度液化土的机理,通过振动台模拟地震荷载,对水泥土桩、碎石桩加固不同密实度液化土进行一系列试验,得到密实度分别为1.5 g/cm3、1.6 g/cm3、1.7 g/cm3不同埋深处的超静孔隙水压力与沉降的时程曲线,分析水泥土桩和碎石桩加固液化土超静孔隙水压力、沉降量与埋深、密实度之间的变化规律。结果表明:随着振动荷载作用,不同埋深处超静孔隙水压力均急剧上升到峰值,随后碎石桩加固模型的孔隙水压力随着时间缓慢递减,表明土中水的排出,孔隙水压力得到充分消散,而水泥土桩加固模型以孔隙水压力峰值保持到试验结束,孔隙水压力几乎没有消散;孔隙水压力与密实度、埋深呈正相关,碎石柱加固模型相同埋深、相同密实度的孔隙水压力均小于水泥土桩加固模型的;沉降量与埋深、密实度呈负相关,相同密实度、相同埋深处碎石桩加固模型的沉降量峰值比水泥土桩加固模型的小,但随着振动荷载作用,碎石桩由下向上排水,使孔隙水压力消散,而水泥土桩刚性桩桩周摩阻力在振动过程中显现,桩体分割土体的格栅作用,使其土体沉降速率小于碎石桩柔性桩沉降速率;孔隙水压力、沉降量与埋深、干密度之间的关系式分别为U=U0+a Z-bγ,C=C0+mγ+n Z。     

线性加荷情况下非饱和土层一维固结特性分析

基于Fredlund非饱和土一维固结理论, 得到了线弹性和黏弹性两种地基在线性加荷情况下, 顶面透水透气、底面不透水不透气的单层非饱和土一维固结超孔隙水压力、超孔隙气压力和沉降的半解析解. 通过典型算例, 分析了不同水、气渗透系数比以及不同土层深度下超孔隙水压力、超孔隙气压力和固结度随时间的变化规律,并对线弹性和黏弹性两种地基的计算结果进行了比较分析. 得到的结论对于非饱和土固结特性的研究及线性加荷下的固结工程具有一定的参考价值.     

锚杆静压桩在纠倾加固工程中加固效果分析

湿陷性黄土地区,由于勘察、设计、施工等方面原因或者使用过程中地基的浸水,可能造成建筑物产生不均匀沉降而倾斜。针对湿陷性黄土的特性,采用"地基加固与钻孔取土纠倾"的综合纠倾方法,在建筑物沉降量较少一侧采用钻孔取土迫降纠倾,在沉降量较大一侧进行地基加固止倾,可以恢复大楼的正常使用功能。不同的加固措施加固效果不同,对比两项工程地质条件相似的建筑物纠倾加固工程,采用锚杆静压桩加固的建筑物加固止倾侧最大沉降量仅16.11mm,采用灰土桩加固的建筑物止倾侧最大沉降量高达到53.72mm。锚杆静压桩在湿陷性黄土地区钻孔取土纠倾加固工程中的加固效果良好,为相似工程提供借鉴经验。     

循环荷载下非饱和黏弹性地基一维固结特性分析

采用Fredlund非饱和土一维固结理论,由液相及气相控制方程、Darcy定律及Fick定律,经Laplace变换并采用Cayley-Hamilton数学方法,引入边界及初始条件,得到了单面排水排气条件下任意加荷时有限厚度黏弹性非饱和地基一维固结Laplace变换域内的超孔隙气压力、超孔隙水压力及土层沉降的解.然后,在此基础上引入3种循环荷载,采用Crump及Durbin方法实现Laplace逆变换,得到时间域内超孔隙气压力、超孔隙水压力及土层沉降的半解析解.最后,引用典型算例,进行了相应的固结特性分析.     

水泥-水玻璃注浆加固住宅楼

针对某湿陷性黄土地基上的建筑物墙体开裂的原因，采用了水泥-水玻璃注浆加固方法进行加固，对其注浆范围、注浆深度、注浆材料、注浆工艺进行了设计，沉降及裂缝观测结果表明，利用该法消除了地基湿陷性，增强了地基承载力，地基处理效果良好。     

采用化学方法加固地基的方法研究

一、概述在桥涵、路基和一般建筑物的工程实践中,经常会遇到地基持力层为松软土层的情况。这时需要对地基进行加固处理,处理后的地基称为人工地基。如淤泥、冲填土、杂填土、松散及饱和的粉细砂、松散的亚砂土、湿陷性黄土、膨胀土以及不良工程地质现象等都需要进行地基处理。有时地基土层不属上述所列范畴,但由于相对建筑物要求的强度、稳定性或变形等条件不够,也应考虑进行地基加固处理。地基处理的目的是针对上述地基上建造结构物可能产生的问题,采取人工的方法提高地基土的抗剪强度,增大地基承载力;改善地基土的压缩特性,减少沉降和不均匀沉降;改善土的动力特性,防止液     

软土地区某高层建筑地基加固现场实测及有限元分析

地基处理不当、基础设计不合理等原因都会造成建筑物不均匀沉降,给建筑的正常使用造成影响.以某不均匀高层建筑为例,详细介绍了该建筑所经历的两次基础加固过程,结合现场监测和数值模拟方法分析了两次加固的效果,并预测了未来两年的沉降发展趋势.结果表明:地层不均匀、地基土固结沉降增大桩基负摩阻力是造成本建筑不均匀沉降的原因,本项目上部结构施工完成三年后超孔隙水压力才基本消散;基础加固中基桩应选择合理的持力层,如桩长较短,即使桩数多,也无法很好地发挥作用;基础加固有一定的滞后效应,由于加固桩体施工对土体有一定扰动,故沉降不会立刻停止,而是在扰动停止后趋于稳定;沉降缝对于控制大规模不均匀沉降意义重大,设计时应特别注意.     

湿陷性黄土地基不均匀沉降: 砌体结构基础变形规律

由于湿陷性黄土地基抗剪抗弯能力弱、浸水易发生湿陷变形。地基不均匀湿陷沉降变形极易引发地基、基础局部产生脱空现象,本文针对湿陷性黄土地区砌体结构建筑物地基基础局部产生脱空变形进行了研究,假定湿陷性黄土地基表面及地层表面不均匀沉降曲线符合Peck公式,利用静力平衡、Fourier级数对弹性地基梁挠度进行了数学表达式推导,通过自编程序计算,结果发现变量k取10和100时的值基本相同,湿陷性黄土地基表面及地层表面不均匀沉降曲线基本符合Peck公式,计算结果与实际情况基本相符,为湿陷性黄土地区砌体结构建筑检测、加固、维修提供理论依据。     

注浆加固法地基处理的探讨

针对湿陷性黄土地基上已有建筑物的基础下沉和墙体开裂变形等问题,结合实际情况,采用注浆加固法重点处理基础以下至8.0 m范围内的素填土层及粉土夹层,并对处理范围、处理深度、注浆材料、注浆顺序、注浆工艺、质量检测等进行了详细设计,使整个建筑物地基趋于稳定状态.     

浅谈湿陷性黄土地区高速公路路基沉降控制技术

分析了湿陷性黄土地区高速公路路基沉降的原因,介绍了3种湿陷性黄土地基的处理方法,从湿陷性黄土地基处理、排水、边坡防护、路基监测、路基养护5个方面探讨了如何控制路基沉降,为今后的高速公路建设提供了理论依据。     

滩涂匡围区地基土体地震液化分析

运用FLAC3D软件,通过应力场和渗流场的耦合分析,模拟了条子泥滩涂围区南排水闸地基土在动力作用下的孔压积累直至土体液化的全过程.研究进一步证实了在地震作用下,土体孔隙水压力上升,有效应力下降,导致土体的液化的基本规律.结果表明:根据该地区的地震烈度,在地震作用下深层土体并不会发生液化,采取适量必要的加固措施即可.研究方法和成果可以为类似工程提供技术支持.     

堆载预压处理滨海软基三维数值分析

塑料排水板在处理软土地基中已广泛应用.针对塑料排水板地基目前主要分析方法是将其转化为平面应变有限元,然而计算的孔隙水压力和水平位移结果不理想.基于ABAQUS排水板单元建立较大规模的三维有限元模型,结合某塑料排水板堆载预压处理软基工实例模拟分析.计算所得的软基的沉降曲线、孔压曲线与现场测量值比较吻合,证实了模型中三维排水板单元的可靠性.通过改变施加填土的时间以及堆载预压的时间,对比观察软土地基超孔隙水压力和地表沉降的变化规律,确定最佳的施工方案.为以后堆载预压处理软土地基的设计与施工提供指导和参考.     

低应力地基弱刚度砖混结构迫降纠倾理论与实践

以兰州某低层住宅楼地基不均匀沉降引起的结构双向倾斜变形为工程背景,分析倾斜因为.针对建筑物地基应力低、结构刚度弱的特点,研究黄土湿陷性的固有特点,用塑性理论确定开孔间距、开孔高度等参数,设计迫降纠倾的技术方案.采用动态设计的思想,经过4个循环耗时90 d,成功实现住宅楼的双向纠倾.工程结论表明,针对湿陷性黄土地基在迫降...     

软土地区超深基坑引发邻近重要建筑沉降的倾斜注浆主动控制方案——以天津地铁7号线某地下四层站工程为例

注浆常用于基坑引发邻近重要建构筑物变形的主动实时控制,但当注浆与基坑距离较小时,注浆可能会对基坑支护体系造成威胁,目前尚无此方面的有效解决途径。以天津地区某超深地铁车站基坑邻近医院敏感建筑开挖为例,对基坑开挖影响进行分析,在超深地铁车站与医院敏感建筑之间的土层中注浆恢复建筑沉降。因竖直均匀注浆对基坑支护结构有较大不利影响,提出倾斜注浆以减小对基坑的影响。结果表明：倾斜注浆相比竖直注浆对邻近车站基坑的不利影响大幅减小,同时对建筑物沉降控制依然有效;倾斜注浆角度过大在减小建筑物邻近注浆体一侧的沉降时,其他位置会发生较大隆起;增大注浆体顶部埋深能够减弱建筑物隆起现象,使建筑物沉降恢复更加均匀。     

饱和软土地基堆载预压排水固结沉降特性研究

为研究沿海饱和软土地基堆载预压排水固结沉降特性,针对变电站软土地基处理实际应用工程,利用非线性有限元软件,分析饱和软土地基下采用塑料排水板堆载预压排水固结沉降特性,同时考虑井阻效应和涂抹作用,解析计算并设计堆载预压排水固结相关参数和效果控制等,预测饱和软土固结度及其沉降特征,综合分析塑料排水板堆载预压地基加固效果与影响...     

某住宅楼墙体裂缝成因分析与加固设计

湿陷性是黄土的一种特殊工程地质性质，由湿陷变形引起建筑物地基产生不均匀沉降是黄土地区建筑物破坏的主要形式。通过对地基土含水量及墙体裂缝特征的分析，得出黄土湿陷性是住宅楼墙体开裂的主要因素，通过对各种地基加固处理方案的比较并结合场地条件，提出了合理的加固设计方案——高压旋喷桩对地基进行加固，并提出了合理的桩体设计参数。