桩侧注浆提升既有桩基承载特性试验与数值模拟

为揭示粉质黏土地层既有桥梁桩基的桩侧注浆加固机理,本文通过模型试验研究了注浆压力、水灰比对桩侧土体加固模式及加固效果的作用关系,采用数值模拟获取了桩侧注浆对既有桩基承载特性作用规律。研究结果表明,水泥单液浆在粉质黏土地层中以挤密劈裂的加固方式为主,水泥浆液扩散模式呈现直线式、放射式;粉质黏土注浆加固效果与注浆压力正相关,随水灰比的升高而呈现先升高后降低的趋势。桩基桩侧加固可以有效的提高加固范围内的侧摩阻力,桩基深部相较浅部侧摩阻力提升更明显。     

深埋粉质黏土层强度与变形参数试验研究

深埋粉质黏土层具有压密性、胶结性好,强度高,压缩性低的工程特点。因此,其力学性能的准确评定对于工程设计意义重大。以具体工程为背景,分别采用室内高压固结试验与现场旁压试验方法对场地内深埋粉质黏土层的强度与变形参数进行试验研究,然后根据试验结果对深埋粉质黏土层的压缩性、承载力等力学性能进行分析评定,并对两种试验方法结果进行了对比分析。结果表明：该场地深埋粉质黏土层天然状态下压缩模量介于41.3～47.3 MPa,压缩系数介于0.04～0.03 MPa^-1,属低压缩性。按临塑压力法确定的地基承载力介于403～1296 kPa,按极限压力法确定的地基承载力介于307～1 086 kPa,可满足作为一般工程桩端持力层的要求。研究结果对于在工程中充分利用深埋粉质黏土层的力学性能具有一定的指导作用。     

注浆粉质黏土冻胀融沉特性：以福州地区四号线地铁为例

为深入了解水泥改良粉质黏土的冻胀融沉特性,以福州地区四号线地铁所穿典型土层粉质黏土为例,分析了水泥浆掺量、养护龄期、冻结温度和水灰比四个因素对水泥改良粉质黏土的影响,获得单因素作用下改良土的冻胀融沉规律,确定了改良土的最佳水泥浆掺量为20%,最佳水灰比为0.8,并通过温度监测得出冻胀融沉试验过程中温度场的发展规律。通过SPSS Statistics建立多元线性回归方程,预测水泥改良粉质黏土在多因素综合作用下的冻胀率,分析得出对冻胀率影响程度大小为水泥浆渗入量＞养护龄期＞冷端温度＞水灰比。     

上覆压力对湛江组结构性黏土触变性的影响机制

上覆压力对湛江组结构性黏土触变性具有显著的影响。上覆压力大小不同,导致湛江组结构性黏土触变性强弱不同,使得湛江组结构性黏土地基强度恢复程度存在差异。研究上覆压力对湛江组结构性黏土触变性的影响机制,有助于深入了解上覆压力造成地基强度恢复程度不同的本质原因。在不同上覆压力作用下对扰动后的湛江组结构性黏土在不同静置龄期进行直接剪切试验和扫描电镜试验,探究土体的触变强度比率随上覆压力变化规律以及土体的微观结构演变规律,从宏微观角度阐明上覆压力对湛江组结构性黏土触变性影响机制。结果表明：在相同上覆压力作用下,随着静置龄期增长,土体抗剪强度和触变强度比率增大,触变强度比率与静置龄期呈乘幂函数关系,土体的概率熵和颗粒分布分维数均下降,土颗粒往团聚化发展、排列定向性逐渐加强：静置龄期相同时,随着上覆压力的增大,土体抗剪强度增大,但随着静置龄期的增长,土体触变强度比率减小,触变强度比率与上覆压力呈一次函数关系,土体概率熵和颗粒分布分维数下降的幅度减小,土颗粒往团聚化发展和排列定向性增长的速率变慢。     

贵州红黏土的胀缩性与水敏性研究

对贵州红黏土的胀缩性与水敏性及相关性进行了室内试验研究.红黏土具有较高的胶粒含量与较大的比表面积,致使土中的水主要以可回复性的结合水存在,较一般的黏性土有更强的水敏性.膨胀试验结果的分析表明在相同的初始干密度下试样的持水能力接近,与初始含水率无关;基质吸力的存在有助于红黏土膨胀性的发挥,同时也降低土团粒的收缩效能;胀缩过程具有时效性,受水敏性影响的胀缩变形初期阶段发展迅速,之后随时间衰弱;荷载的施加削弱了红黏土的膨胀性能,中等荷载下表现出收缩现象.本研究表明红黏土的胀缩性是与其水敏性相关的,高含水率红黏土以收缩为特征,膨胀不明显,这是与工程实践相吻合的.     

复杂卸荷条件下杭州淤泥质黏土的力学特性试验研究

【目的】为研究各种加卸荷组合条件下土体的力学特性,对杭州淤泥质黏土开展了室内试验研究。【方法】首先通过三轴剪切试验和归一化分析法,研究竖向和水平向同时卸荷复杂工况下土体的强度与变形特性;然后分析土体的应力-应变特性及应力路径;最后考虑预剪应力及卸荷后再剪切的应力条件,对原始的Duncan-Chang模型的应力-应变曲线和初始剪切模量表达式进行修正,得到了修正的Duncan-Chang模型及淤泥质黏土的模型参数。【结果】不同卸荷路径下的偏应力与轴向应变均呈双曲线关系,峰值抗剪强度随卸荷应力比的增大而增大;不同土样的应力路径均从K₀固结线的同一点出发,在卸荷与再剪切过程中经历不同的p-q变化,最终均到达K_f线发生剪切破坏,试验数据拟合的K_f线线性相关性较高,根据拟合的K_f线及Mohr-Coulomb破坏条件,可以不用绘制摩尔圆直接得到土的黏聚力和内摩擦角。【结论】本研究结果对深入分析复杂卸荷条件下土体的强度和变形特性及多个地下工程相互交叠或近邻时的设计与施工具有参考价值。     

基于改进MSD法的软土深基坑支护侧移规律

软土地层中建造大型深基坑工程时往往面临着较大的风险和挑战,支护结构易发生变形且难以预测.对已有的可动强度设计(mobilizable strength design,MSD)理论进行总结,引入围护结构的弯曲应变能和内支撑的压缩弹性势能,完善基坑变形过程中的能量守恒体系,改进MSD法计算公式,并以济南黄河隧道北岸盾构工作井基坑工程为依托,对软土地层深基坑连续墙的变形进行预测,同时利用有限元分析法进行预测,并将预测结果与现场监测数据进行详细的分析比对,论证改进MSD法+有限元分析法预测体系的可靠性,分析误差来源,提出降低误差的措施,供类似工程参考.     

考虑土水吸附效应的黏土收缩曲线方程

在干燥条件下土体逐渐失水产生收缩变形,对土体开裂、地基承载力及边坡稳定性产生重要的影响.因此,有效预测含水量变化下土体的体积收缩变形具有重要的意义.本研究提出了能考虑土水吸附效应的全含水量范围内的土体收缩曲线数学方程.该方程能够同时描述脱湿过程中结构性与非结构性黏土的收缩体变.通过考虑土水吸附效应对土体收缩变形的影响,引入1个参数描述低含水量条件下土体收缩斜率,仅用1个方程即可预测从饱和到干燥条件下土体的完整收缩行为,尤其是低含水量条件下土体的体变特性.通过方程的预测曲线与文献中实测数据的对比,证实了所提出黏土收缩曲线方程的可靠性.同时,与现有方程的预测能力进行对比,表明提出的方程能够很好地描述低含水量条件下黏性土的非0收缩段与非0收缩斜率行为,证实了低含水量条件下土体收缩变形预测中考虑土水吸附效应的必要性与重要性.     

不同类型致密气层对产能贡献的实验评价方法

针对在建立岩芯含水饱和度时,用地层水饱和经常出现盐析、用无离子水饱和会导致水敏/盐敏损害等问题,提出将岩芯进行550 ℃高温处理2 h,钝化气层中的水/盐敏性黏土矿物,再使用无离子水建立不同含水饱和度开展评价实验,能有效消除此类实验误差;且岩芯可以重复实验,既克服了岩芯非均质性带来的误差,又能节约大量的珍贵岩芯。以四川盆地合川须二低渗气层I、II、III 类气层为研究对象,利用该方法评价了不同类型气层对产能的贡献率,研究表明高温处理后岩芯没有产生微裂缝,绝对渗透率下降5% 左右。     

MCS黏土防膨剂的合成

为了解决低渗透储层黏土膨胀所带来的地层伤害以及产量影响,合成了一种以一乙醇胺为反应原料的低分子量黏土防膨剂MCS,根据线性膨胀仪的测定结果得到最优反应过程;采用岩屑滚动实验评价其长效性;通过红外光谱验证其结构;利用显微镜对比观察作用黏土微观形貌得到不同溶液的实际作用效果。结果表明:最佳反应温度为80℃,一乙醇胺与环氧氯丙烷摩尔质量比为1∶1,溶剂用量为40%,反应时长为6 h;红外光谱表明其具备目标产物的各种特征峰;通过测试其不同添加浓度与不同p H下对黏土稳定性能的影响,得到最优添加量为3%,此时膨胀高度最低为2. 98 mm,具有良好的抗酸碱性且作用效果持久;使用显微镜观察得到MCS除具有一定稳定作用外,与高分子量阳离子聚合物相比,分散不产生聚块且使用效果显著。