用离心模型研究超高填方地基变形特性

在 4 0 0gt大型土工离心机上对 5 7～ 85m厚的高填方地基的差异沉降和最终沉降变形特性进行模拟。土工离心模型预测了该地基 72个月 (包括施工期 38个月 )时间～沉降过程发展曲线。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回填所需方量具有参考价值和指导意义。     

洋山深水港区深厚吹填砂地基工后沉降分析

采用规范沉降计算法和一维固结理论相结合的方法对洋山深水港区一期工程深厚吹填砂陆域地基的沉降进行计算分析,并基于地基分层沉降的实测资料,采用反分析方法,确定陆域地基各土层的压缩模量和固结系数等参数,对洋山深水港区深厚吹填砂陆域地基的工后沉降进行预测。研究结果表明,在洋山深水港区的大部分分层沉降观测点处,处理吹填砂层的工后沉降都小于60mm,而未处理吹填砂层和下卧层的总工后沉降量都小于300mm;港区地基的工后沉降主要是由未处理吹填砂层和下卧层的压缩引起的,其占总工后沉降的80.90%～88.19%。该研究可为今后其他重大深水港工程的设计和施工提供参考。     

吹填珊瑚砂压缩特性和地基处理与变形控制技术

依托印度洋马尔代夫维拉纳国际机场改扩建工程,通过室内试验和原位沉降监测揭示了珊瑚砂地基的压缩特性和长期沉降变形规律、机理及影响因素,提出珊瑚砂地层长期沉降计算公式和参数确定方法。指出可以采用重型动力触探指标用于地基处理深度检测,原位干密度测试指标用于地基处理质量控制。最后阐明珊瑚砂地层沉降变形的分类和工后沉降组成,形成机场跑道吹填珊瑚砂地基处理与变形控制技术体系。     

浅谈厂房软基地面处理

采用碎石振动桩处理吹填砂地面以及用土工织布和塑料排水板加堆载预压加固软基地，前者利用挤压原理将松散地面改造为密实度较高的地基；后者是利用砂井的原理，将水排出，让地基先压缩沉降。它们对提高软基的极限强度，增加地基的稳定性，减少地基沉降量有显著的作用。     

长短桩复合地基沉降变形规律试验研究

通过模型试验、数值模拟2种方法对长短桩复合地基沉降变化规律进行研究,结果表明:荷载变化对地基沉降有直接影响;在进行沉降控制设计时,长桩长度和长短桩长度比是影响复合地基整体沉降的关键,长桩长度调整复合地基的整体加固深度,短桩长度调整复合地基中的复合加固区的压缩量;长短桩复合地基不同深度位置处的沉降不同,单桩加固区的压缩量最大,其次为复合加固区,最后为下卧层;采用长短桩的地基处理形式能够有效控制地基整体沉降和差异沉降。     

上覆欠固结吹填粉砂深厚软黏土地基加固效果分析

通过对某上覆欠固结吹填粉细砂土深厚软土地基真空预压中真空压力传递和衰减、超静孔隙水压增长和消散、地基表面沉降、土体分层沉降变形特性和规律的分析,研究上覆欠固结吹填粉细砂土层对真空预压软基固结变形的影响。欠固结吹填粉细砂土层有利于下卧深厚软基的排水消压,地基沉降前期快、波动大,中后期收敛稳定快。膜下真空压力表面传递的差异性和波动性较大,向地基深处传递的滞后性和衰减幅度较大。欠固结吹填粉细砂土压缩量较大,吸收了大部分的真空能量,不利于下卧深厚软基的压缩变形。处理后欠固结吹填土的加固效果明显好于下卧软基土体。     

马尔代夫吹填珊瑚砂地基现场试验研究

随着人类活动向海洋深入,岛礁工程建设涉及到越来越多的吹填珊瑚砂地基。本文以马尔代夫某吹填珊瑚砂房建工程为研究背景,利用现场载荷试验和标准贯入试验,探究并分析了吹填珊瑚砂地基的承载特性和评价方法。试验结果表明,吹填珊瑚砂地基的荷载—沉降曲线可分为两个阶段:比例变形阶段和破坏阶段,地基承载力特征值为130kPa,变形模量为14.9MPa,压缩模量为16.6MPa。吹填珊瑚砂地基荷载的传递深度为1倍的承压板宽度,水平传递范围随着深度的增加而增加,传递扩散角约为38.7~45°。根据标贯击数计算吹填珊瑚砂地基承载力的经验公式可取fk=11N。研究结果可为岛礁工程建设评价吹填珊瑚砂地基承载力提供一定的借鉴和参考。     

强夯加固吹填砂地基试验研究

通过对某填海工程吹填砂地基进行强夯处理的现场试验,对夯坑沉降及夯点周围地表变形、场地平均沉降量、孔压的增长和消散、强夯振动等进行监测,然后采用载荷试验,重型动力触探(N63.5)、标准贯入、瑞利波波速测试等原位测试方法对地基的加固效果进行评价,在此基础上,给出了地基强夯参数,以供指导施工。通过试验研究可以了解强夯对提高吹填砂地基承载力的效果、孔隙水的响应规律、地基的振动影响等,有利于揭示强夯加固砂地基的特性,为我国沿海地区的"填海造地"工程提供了经济有效的地基处理方法和经验。     

长江漫滩地区吹填砂复合地基道路施工沉降数值分析

对长江漫滩地区吹填砂复合地基道路采用有限元数值分析法,研究了桩间土土体参数、吹填砂施工参数等对吹填砂复合地基、路堤沉降的影响规律。结果表明,填筑速率、地下水位变化对沉降影响较大,分层填筑厚度、碾压方式对沉降影响较小。结合现场实际,建议施工时严格控制地下水位,控制吹填砂施工填筑速率在2 m/月左右,每层吹填砂填筑厚度取80 cm左右,优先采用2台压路机从路基两边往中间进行碾压。     

水泥粉喷桩加固吹填淤泥地基现场试验研究

以某沿海石化区吹填淤泥地基加固为背景,在原有地基处理的基础上,进行了间距为1. 2 m和0. 9 m两种正方形布置、水泥掺量分别为12%和18%共4种组合的粉喷桩试验研究,分析了单桩竖向抗压试验和单桩复合地基抗压试验结果,表明粉喷桩加固吹填淤泥地基的效果明显,可供类似工程参考。     

有地下结构的饱和砂土液化宏细观离心机试验

利用自行设计的离心机细观图像观测系统,在离心机上对有地下结构的饱和砂土层进行了地震液化宏细观模型试验。离心机细观图像观测系统主要由高速摄像机、地铁车站模型和工控机组成。摄像机安装在地铁车站模型内部,通过深埋和浅埋车站模型可以实时动态记录地震发生过程中砂土地基不同深度砂颗粒运动细观图像,同时测量了加速度和超孔隙水压力等宏观地震响应特性。利用图像处理技术对拍摄的细观照片进行分析,从颗粒运动特性、颗粒长轴定向、接触法向、接触数和孔隙率等细观组构参量的动态变化揭示不同深度的饱和砂土地基液化的细观机制。试验表明：深层砂土在地震作用下的运动表现为类似管涌特征,颗粒长轴经过地震后偏向竖直方向,而浅层砂土的运动表现为砂沸,颗粒长轴排列地震后较均匀。饱和砂土地震响应宏观特征与细观组构变化具有良好的一致性。试验结果有助于从细观层面揭示砂土液化的机理。     

强夯法加固风成砂地基的试验研究

结合8000 kN·m能级强夯加固风成砂地基工程实例,通过现场变形监测、标准贯入和深层载荷试验等检测手段,研究了强夯加固风成砂地基的深层土体变形规律、强夯的有效加固深度及加固效果,对比分析了收锤标准对风成砂地基土体变形、有效加固深度和地基承载力的影响.     

不同石英砂、弹性颗粒填充密度对人造草坪的冲击吸收、垂直变形性能的影响

由于人造草坪具有更耐磨、易打理、使用寿命长等优点，越来越多的足球场选用其替代天然草坪来进行场地铺装。人造草坪分为免填充型人造草和填充型人造草。填充型人造草需搭配一定填充比的石英砂和弹性颗粒，并配有弹性垫，以达到不同效果的运动性能，匹配不同功能的足球场。本文探究填充不同配比的石英砂和弹性颗粒对填充型人造草坪冲击吸收、垂直变形性能的影响。结果表明，当配有弹性垫的人造草坪填充石英砂25kg/m2、弹性颗粒8kg/m2时，其运动性能较好。     

正断层错动诱发单桩破坏及避让距离研究

历次地震实例表明基岩断层错动诱发建筑桩基破坏,针对桩基础的近断层破坏机理认识不足。采用土工离心机试验,研究正断层错动引起上覆砂土中单桩基础的破坏。试验详细量测单桩及土体变形,监测桩身轴力及弯矩随基岩错动量的变化规律。试验数据表明,当错动量为0.4 m时,单桩与桩周土体协同变形,桩顶出现显著位移。随着错动量增加,上覆土体变形集中于破裂带,使得桩顶位移显著减少。该破裂带在基岩和土体的交界面上偏离基岩错动方向,与水平面呈80°方向发展至地表,并在单桩靠近断层上盘一侧地表出露。上覆砂土变形可分为静止区、剪切区和刚体位移区。当单桩位于剪切区附近,桩身受弯变形使得桩顶向上盘一侧倾斜。针对正断层错动,单桩在下盘一侧和上盘一侧离开基岩断层线的安全避让距离分别为15 m和10 m。     

Seismic performances of dyke on liquefiable soils

Various field investigations of earthquake disaster cases have confirmed that earthquake-induced liquefaction is a main factor causing significant damage to dyke, research on seismic performances of dyke is thus of great importance. In this paper, seismic responses of dyke on liquefiable soils were investigated by means of dynamic centrifuge model tests and three-dimensional (3D) effective stress analysis method which is based on a multiple shear mechanism model and a liquefaction front. For the prototype scale centrifuge tests, sine wave input motions with peak accelerations 0.806 m/s², 1.790 m/s² and 3.133 m/s² of varied amplitudes were adopted to study the seismic performances of dyke on the saturated soil layer foundation with relative density of approximately 30%. Then, corresponding numerical simulations were conducted to investigate the distribution and variations of deformation, acceleration, excess pore-water pressure (EPWP), and behaviors of shear dilatancy in the dyke and the liquefiable soil foundation. Moreover, detailed discussions and comparisons between numerical simulations and centrifuge tests were also presented. It is concluded that the computed results have a good agreement with the measured results by centrifuge tests. The physical and numerical models both indicate that the dyke hosted on liquefiable soils subjected to earthquake motions has exhibited larger settlement and lateral spread: the stronger the motion is, the larger the dyke deformation is. Compared to soils in the deep ground under the dyke and the free field, the EPWP ratio is much smaller in the shallow liquefiable soil beneath the dyke in spite of large deformation produced. For the same overburden depth soil from free site and the liquefiable foundation beneath dyke, the characteristics of effective stress path and stress–strain relations are different. All these results may be of theoretical and practical significance for seismic design of the dyke on liquefiable soils.     

地基自由场离心机振动台模型试验研究

在清华大学土工离心机实验室50g 离心场环境中进行了一系列地基自由场离心机振动台试验。试验包括1个砂土地基、1个黏土地基和2个成层土地基振动台试验。试验中模型箱采用叠环式模型箱,其平面尺寸为0.5 m和0.2 m,试验中输入地震波采用Kobe波和Parkfield波。给出了部分试验结果分析,包括加速度时程及频谱反应、加速度峰值放大系数和土层中剪应力-剪应变变化曲线。试验结果发现,不同类型地基中加速度反应存在差异,在低频部分加速度峰值放大系数从底部到顶部逐渐增大。土体中剪应力-剪应变变化规律在砂土地基和黏土地基中存在差异。     

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。     

Effect of Depth on the Seismic Response of Square Tunnels

Response of tunnels to earthquake induced loads is a complex dynamic soil-structure interaction problem. While there seems to be a general consensus that tunnels in rock perform adequately during earthquake events, the seismic performance of shallow tunnels in soils is less certain. More experimental and field data is needed to better understand the dynamic tunnel-soil interaction. In this paper, the behaviour of relatively shallow tunnels of square cross-section located in a sand deposit is investigated using dynamic centrifuge modelling and complimentary Finite Element analysis. Emphasis is given on the effect of tunnel axis depth on the seismic response of square tunnels. Dynamic centrifuge tests were carried out on model tunnels at different depths of embedment. Accelerations around the tunnel and earth pressures on the linings were measured. Tunnel deformations were also recorded using a fast digital camera. Particle Image Velocimetry (PIV) analyses were conducted to measure soil and lining deformations. Results show that for the cases investigated, the depth of the tunnel does not effect the deformation pattern of the tunnel significantly during an earthquake event; however it affects the amount of amplification of accelerations through the tunnel, the magnitude of dynamic earth pressures and the magnitude of the lining forces.     

抗突涌安全系数对地铁车站基坑变形的影响

通过离心试验、数值模拟相结合的方法对抗突涌安全系数与某地铁车站基坑变形之间的关系进行了研究.研究结果表明,不应用单一的抗突涌安全系数控制不同开挖深度承压水基坑的降水程度,如要满足同样的基底隆起量要求,开挖深度越大,要求的抗突涌安全系数越大.     

Observed Behaviour of a Tunnel in Sand Subjected to Shear Deformation in a Centrifuge

The paper describes observed behaviour of a model tunnel embedded in dry sand subjected to cyclic ground shear deformation in a centrifuge, as well as the behaviour of the model ground during shear deformation. Detailed data on earth pressures acting on the tunnel lining and the sectional forces of the lining are presented during ground shear deformation. The data suggest that the earth pressure at tunnel crown before ground shear deformation is smaller than the full overburden pressure probably due to the formation of arch action and the arch action may deteriorate with the cyclic ground shear deformation, resulting in an increase in the earth pressure at crown and changing the distribution of the sectional forces, which are largely influenced by conditions between tunnel lining and invert.