用离心模型研究港区软基变形特性

利用目前国内土工离心机中最大的内净空尺寸模型箱和 4 0 0gt大型离心机进行了港区软弱地基离心模型试验研究 ,模拟了堆场 (与码头连接段 )及下卧层在厚达 2 8m吹填粉细砂和 5 5kN m2 使用荷载作用下的沉降量、沉降差及沉降量与时间的关系 ,并测试吹填砂本身的压缩沉降量及不同深度的密实度、压缩模量和承载力变化等。试验结果表明 ,大型离心机模型试验是研究上述工程问题的有效手段 ,所得结论对合理确定地基处理方案、加固处理深度和加固程度以及吹填砂所需方量具有参考价值和指导意义。     

建筑地基处理技术的应用探讨

土工加筋技术适用于多种工程中,可有效增强土体的强度、稳定性,在荷载作用下,减少地基的沉降变形。土工加筋技术大多应用于交通工程、水工工程中,在高层建筑地基加固处理中较为少见。本文进行介绍地基处理原理,分析土工加筋技术在建筑地基处理中的应用,从根本上提高建筑施工水平。     

土工合成材料地基在建筑工程中的应用

土工胞腔袋地基处理施工简便,造价较低;用于加固软弱地基,可提高土体强度,承载力增大2～4倍,显著减少沉降,提高地基稳定性.土工合成材料存在抗老化能力较低的缺点,但可以满足常规建筑工程中的耐久性需要.     

珠海大面积吹填淤泥超软土地基处理技术

以珠海某地基加固处理工程为例,通过对大面积吹填淤泥超软土地基处理在地表沉降、孔隙水压、土工试验成果等方面进行综合对比分析,总结提出超软土加固成套技术。介绍了该地基处理技术的施工工艺流程、技术难点及技术措施,分析结果表明,该方法取得了良好的社会、经济效益。     

公路砂性土地基水泥土搅拌桩加固效果分析

以濮卫高速公路K29+633.5断面填砂路堤结构为背景,建立水泥土搅拌桩加固地基的桩承砂性路堤三维数值分析模型,探讨桩承砂性路堤的稳定性及桩体复合地基的荷载传递规律、竖向和水平位移等工作性状。研究表明：天然路堤边坡达到临界状态时,潜在滑动面表现出从坡脚向路堤面延伸的趋势,虽然并未完全贯通,但为满足工后沉降要求,需进行地基加固处理;对路堤下软基进行加固处理后,较大减少了路堤整体变形,相比天然地基,路堤竖向最大沉降值在施工各阶段降幅大致为16.10%～24.89%;采用桩体对地基进行加固,并在路基底部采用土工格栅+碎石处理后,路堤的整体安全系数由天然地基时的1.58提高至1.75。     

土工织物复合垫层法在新吹填软土地基加固中的应用与效果分析

使用真空预压工艺加固软土地基时通常使用中粗砂作为水平排水通道。针对铺设土工织物复合垫层的新吹填软土地基加固试验区为研究背景,解决了水平排水系统、人造表层硬壳层和轻型插板设备等关键施工技术。通过加固过程中对孔隙水压力和地表沉降的监测,掌握了该工艺地基土体变形规律;加固前后取土和地基承载力检测数据表明加固后吹填土层含水率、孔隙比明显减小,地基承载力达到80 k Pa。试验数据证明采用土工织物复合垫层可有效替代传统中粗砂垫层,为后续大面积地基处理工程提供了参考。     

预应力薄壁管桩在公路软基处理中应用的试验研究

带桩帽的预应力薄壁管桩结合土工格栅加筋垫层的刚性桩复合地基处理高速公路深厚软土地基,具有施工质量易控制、施工速度快、工后沉降及不均匀沉降小、地基处理深度大、复合地基承载力大、造价比较适中等突出优点。本文结合连盐高速公路试验段施工期间和路堤填筑期间的实测资料,通过对填筑期间土压力、沉降、侧向变形的分析,突出体现了预应力管桩在加固深厚软土地基中的实用性和优越性。     

塑料排水板处理软土地基的离心模型试验研究

采用大型土工离心机对某海上机场工程近海软土地基上堤坝施工期及运行期进行了模拟。原型中采用塑料排水板固结法处理软土地基,模型中则根据固结过程相似的原理,换算成等效圆截面排水体,在模型制作中采用等效透水滤芯来模拟。试验中采用停机加载法模拟分级施工加载过程。根据激光位移传感器试验数据可以计算得出相应原型软土地基的沉降特性。利用试验得到的沉降曲线,采用"经验双曲线法"推算出了地基最终沉降,然后得出按沉降推算的分层地基平均固结度随时间的变化。对比沉降推算的运行5 a时软土地基固结度和理论计算结果,二者基本接近,表明文中塑料排水板的模拟方法用于离心模型试验是可行的。通过与理论计算结果比较,表明试验采用的塑料排水板模拟方法是可行的。     

土工格栅控制液化土体流动变形的试验研究

液化导致的土体大变形以及侧向流动是地震引起建筑物破坏的主要原因。采用土工格栅作为主要加固材料,开展建筑物荷载作用下液化场地流动变形的振动台试验研究,考虑水平层状土工格栅、包裹状土工格栅和土工格栅+无纺布联合处理等3种加固方案对结果的影响,从超孔隙水压力发展、建筑物沉降量以及格栅应变特性等分析加固方案对液化变形的处理效果。试验表明:采用上述3种加固方案所得的相同埋深处超孔隙水压力峰值基本相等,表明土工格栅的加入基本不能改变地基的液化状态,而后期超孔隙水压力在土工格栅+无纺布联合加固方案下消散速度最快。与其它两种加固方案相比,土工格栅+无纺布联合加固方案下建筑物沉降量最小,相比未加固工况沉降量减少24%,土工格栅中间位置的应变峰值小于边缘位置的应变峰值。采用土工格栅+无纺布联合加固时,具有较大表面积的无纺布对该覆盖区域液化土体有较好的约束作用,限制了砂土颗粒的竖向移动。此外,砂土颗粒对无纺布的作用力将由土工格栅承担,这种作用力将有利于土工格栅与砂土之间的摩擦效应,进一步限制液化砂土的流动变形。     

土工袋地基处理加固技术发展前景

介绍了土工袋地基处理加固技术的发展历程,基于土工袋张力特性,分析了土工袋地基处理加固技术的施工优势,指出该技术具有提高承载力、隔震减震、防止冻胀等地基加固性质,发展前景十分广阔。     

天津港南疆吹泥围埝工程试验段的试验研究

对天津港南疆 1#靠船墩改建吹泥围埝工程的施工方案及可行性展开了深入的探讨 ,进行了一系列室内常规试验、编织袋填充模拟试验、离心机模型试验 ,对施工过程中编织袋的形状和可能受到的最大应力进行了分析验算。研究结果表明 ,只有塑性指数小于 10的粉土才适用于吹泥围埝的施工方案 ,土工编织袋受到的最大拉应力小于其抗拉强度 ,建成围埝的整体稳定性满足要求 ,表明这一施工方案合理可行     

Centrifuge Model Tests of a Rockfill Dam and Simulation Using Consolidation Analysis Method

A series of centrifuge model tests for a typical rockfill dam (central core zone type) was conducted in order to investigate behaviour of the dam due to cycles of reservoir water levels. The dam models consisted of comparatively well-compacted core zone and loosely compacted rock zone. A typical result among the model tests was also simulated by using a consolidation analysis method coupled with an elastoplastic model for unsaturated geo-materials. The main behaviour seen from the centrifuge tests was that large amounts of settlements due to wetting within the upstream rock zone were monitored; the crest of the dam at first moved toward upstream and then returned toward downstream in the first reservoir filling; and cracks along the dam axis were observed on the upper parts of the upstream and downstream slopes. A typical result of the dam model tests during reservoir filling was simulated. The simulation results showed that the settlements calculated agreed mostly with those measured; the settlements due to wetting could also be estimated within the upstream rock zone; the horizontal displacements toward upstream increased with the cycles of up-and-down water levels and they concentrated to a shallow region near the upstream surface; tension stresses were calculated at the places where the cracks were monitored in the model tests; and just after construction, arching actions in both the vertical and horizontal effective stress distributions could be seen on both the upstream and downstream boundaries between the core and rock zones but the arching action on the upstream boundary disappeared with water levels going up. The simulation method presented here provided an effective approach to analyze the behaviour of the rockfill dam during reservoir filling periods.     

Optimal mixing ratio and SWCC fitting of lightweight soil with cotton stalk fibres

The application of lightweight soil for changing and filling is an effective foundation treatment method for the construction of sponge cities in collapsible loess areas. In this paper, the L₂₅(5⁴) orthogonal test targeting on the strength, permeability and density characteristics was first used to optimize the mixture ratio design of proposed lightweight soil with cotton stalk fibres (LSCF). The corresponding effects of each mixed content on the performance of LSCF were analysed. The soil water characteristic curves (SWCCs) of LSCF with different cement and cotton stalk fibre contents were then measured using the quick centrifuge method. In comparison with undisturbed loess, the volumetric moisture content of LSCF (for the same matrix suction) was larger, and LSCF had a better water-holding capacity. Based on the Van Genuchten model, an improved fitting model for matrix suction SWCC of LSCF was proposed by considering the influence of cement. Qualitative agreement with the test results indicates that the proposed model could be potentially used to obtain the SWCC curve without conducting any experiments, which is especially useful for the sponge city constructions in loess areas.     

砂雨法试样制备平行试验研究

在中国各类基础设施大规模、高速度建设的历史背景下,岩土工程学科也面临空前的机遇和挑战,以岩土离机为代表的大型试验装备也得到迅速发展,为理论研究、实践指导提供了十分重要的研究手段。为推动我国离心模拟技术标准化及在实际工程中的应用,扩大离心模拟技术在工程界的影响力,开展了全国岩土工程离心模拟的平行试验,试验内容包括砂土模型地层的制备、桩基础承载力以及边坡稳定共3大类试验。介绍的是采用砂雨法制备砂土地层的相关试验成果,共有8家单位参与了此项研究工作。试验材料采用福建标准砂,出砂头采用圆筒网眼式或者线型鸭嘴式,落砂装置各单位自备。试验结果分析得到落距-相对密实度标定曲线,并设定土体目标相对密实度（55%和75%）,验证曲线的可靠性;同时考察制备模型地基的相对密实度在空间上的均质性,并对出砂头的类型及孔径大小、流量、出砂头水平移动速度对相对密实度的影响做了初步探讨。     

地基应力解除法纠偏机理的离心模型试验研究

地基应力解除法是对建筑物倾斜进行纠偏的一种方法 ,在国内、外得到广泛的应用。该方法已由原先打设斜孔从地下浅层掏土 ,发展到现今钻设大孔径竖孔向深部掏土。很显然 ,在建筑物基础边沿垂直向下掏土比倾斜向从建筑物基础正下方掏土容易得多。然而 ,与斜孔应力解除法相比 ,竖孔应力解除法的有效性尚缺乏很好的试验研究 ,其纠偏的设计分析也基本上是完全根据经验的。首先报道了在香港科技大学新近开发的土工离心机上 ,利用四轴机器人式操纵臂 ,为研究竖孔应力解除法的纠偏有效性而完成的一组不停机条件下的竖孔开挖模拟试验 ;其次 ,利用Mindlin解导出了单个竖孔应力解除纠偏效果的弹性理论积分解 ,对竖孔的开挖顺序、间距、深度以及开孔位置等因素影响的规律进行分析研究 ;最后 ,将离心模型试验结果与弹性理论分析计算结果进行了比较 ,并讨论了两者的差异。离心模型试验结果和弹性理论分析证明 ,竖孔应力解除法能非常有效地减小建筑物的倾斜 ;此外 ,简单弹性分析表明 ,对于某一深度的竖向应力解除孔 ,它距离建筑物越近 ,开挖所产生的纠偏效果越显著     

高心墙堆石坝地震反应复合模型研究

高土石坝抗震分析得到国内外学者的极大关注。采用土工离心机振动台模型试验和动力数值模拟技术相结合的复合模型方法 来 研究高心墙堆石坝地震反应特性。 首先对不等比尺的离心模型试验结果进行数值模拟,以验证数值计算模型和确定计算参数,然后用数值方法对离心模型试验结果进行拓展和外延,推广到等比尺和原型情况。对比分析了 高心墙堆石坝地震加速度放大系数、地震残余变形、防渗墙动应力和破坏模式。计算值与试验值变化规律一致, 表明复合 模型是研究高心墙堆石坝地震反应特性一种行之有效的方法,（ 40 ～ 50 ） g 离心机振动台模型试验基本上可以反映高土石坝的地震反应特性。     

绍兴污泥处理二期工程进口离心机稳定运行措施

离心机是绍兴水处理公司污泥处理工艺中的关键设备之一,其能否稳定运行直接关系到污泥处理的质量。二期污泥处理离心机已运行16年多,因设备老化、运行磨损等原因,离心机运行过程中存在一些问题。为保证离心机的连续、稳定运行,提出了上清液排水系统、离心机控制系统、离心机本体系统、附属进泥、加药装置等问题的改造和应对措施。实施改造后,离心机运行的稳定性得到了提升,污泥处理量达到了设计要求。     

砂中爆炸成坑的离心模型试验分析方法比较

 采用中国水利水电科学研究院450 g-t土工离心机进行干砂中爆炸成坑模拟试验，研究不同药量、不同埋深和不同离心加速度下砂中爆炸成坑规律。对10次模型试验数据采用3种不同的方法进行分析，其中Schmidt公式和Baker公式是通过相似原理推出的量纲一的公式，修正Боресков公式则是在工程中广泛应用的经验公式。3种方法拟合试验数据的相关系数分别为0.931，0.960和0.998，显示了试验数据较高的可信度。为选择合适的离心爆炸模拟试验分析方法，将这3种方法进行比较，结果显示Schmidt公式虽然拟合试验数据精度较低，但公式中各参量易于精确测定，因此最适合定量分析离心爆炸成坑规律。     

黏性土爆炸成坑和地冲击传播的离心模型试验研究

 以往研究结果表明化爆是一种体积效应引起的热力学现象,根据这一现象可以确定爆炸离心模型试验的能量比尺为1/N3(N为离心机加速度)。采用清华大学50 g•t土工离心机进行黏性土爆炸成坑和地冲击传播规律的离心模型试验,给出试验过程中实测加速度波形,对测试结果进行分析,得出黏性土中爆炸成坑和地冲击传播的一些认识：弹坑形成过程基本不受科氏加速度影响,但弹坑抛出物以及分布形态受科氏加速度影响;弹坑体积大小明显与重力加速度有关,小比尺模拟必须增加重力加速度来模拟。结果证明对于研究爆炸相关问题,土工离心机是一个非常有效的试验工具。     

采空区地基注浆处理应用技术研究

在采空区上建设日产2500吨新型干法水泥熟料生产线在国内外没有成熟的经验,经方案比选决定对地基采取注浆充填处理技术,根据工程实际确定了全充填、半充填范围,确定了计算模型,并试验确定了注浆浆液的配合比;注浆完成后,采用钻探取芯、压水试验、弹性波波速检测等手段进行了检测,均满足要求,从而积累了啦成功的采空区地基处理经验。