强夯法加固粉煤灰软土地基测试研究

结合扬子石化储油罐区地基强夯工程，通过塑料排水板联合强夯法和单一强夯法对粉煤灰软土地基进行加固处理效果的对比分析以及在强夯施工前后对地基土的物理力学性能参数测试和对比分析确定强夯施工的最佳施工参数。     

煤矸石颗粒破碎及其对工程力学特性影响研究

对徐州北部地区路用煤矸石的基本粒度特性及其颗粒破碎细化规律进行了试验研究,并综合分析了其对各种工程力学特性的影响,主要是压实、渗透、水稳、压缩、承载、变形与强度特性等。在此基础上,提出了适合于煤矸石的强度与变形本构模型。     

煤矸石的强度特征试验研究

通过中型三轴试验及现场大型直剪试验对煤矸石的强度特性进行了系统研究，得到了煤矸石强度包线的形式和参数以及煤矸石抗剪强度随粗颗粒（粒径D〉5．0mm）含量的变化规律，并对试验中最大主应力差及颗粒破碎量进行多元统计分析，得到围压、孔隙比及粗料含量的变化规律。     

水泥土电阻率特性及其在粉喷桩工程中的应用研究

通过水泥土电阻率正交试验研究分析，得出影响水泥土电阻率的主要因素依次为含盐量、水泥掺入比、天然含水量、粉煤灰含量、石灰含量；同时进行了水泥土电阻率和喷粉搅拌桩身抗压强度、芯样力学性状和喷粉搅拌桩标贯击数的对比研究，探索了电阻率法在喷粉搅拌桩工程质量检测中的应用。     

砂土微生物固化过程中尿素的影响研究

砂土固化技术可改善砂土力学特性,被广泛应用于工程中,而在菌种培养液中添加尿素可大大加快固化反应提高砂土固化效率。开展了在菌种培养液中添加尿素分析其对砂土固化影响的试验研究。首先将尿素添加方式分为灭菌前加尿素、灭菌后加尿素和不加尿素3种,研究不同方式对菌种生长和脲酶活性的影响;再控制不同尿素添加量对比分析得到适合的尿素添加量以便后续研究;然后在砂土固化试验中采用灭菌后加尿素的方式研究其对砂土固化的影响;最后通过控制砂柱长度、胶凝液灌注速度和砂土颗粒粒径等因素,得到各因素对砂柱固化效果的影响。结果表明培养液中添加尿素可提高脲酶活性,但稍微抑制菌种生长;适合的尿素添加量为5~20 g/L;灭菌后添加尿素能显著提高灌注部位的强度,但长砂柱却因强度不均而整体强度较低;灌注速度越快,整体强度越高;添加20 g/L尿素时,整体强度随颗粒粒径增大而增大,因此,该方法适用于粗砂。研究成果对后期砂土固化技术的应用具有重要指导意义。     

微生物诱导碳酸镁沉淀试验研究

碳酸镁和碳酸钙一样也具有胶结作用,且镁矿强度远大于钙矿,因此研究碳酸镁固化技术具有重要意义。本文测量了巴氏芽孢杆菌在培养过程中的吸光度和脲酶活性,并计算得到单位脲酶活性;研究了尿素、氯化钠、醋酸根、Ca2+和Mg2+浓度对脲酶活性的影响;控制温度、pH值和离子浓度对比了钙和镁沉淀效率和不同温度不同尿素浓度下碳酸镁沉淀产率;对比研究了碳酸钙和碳酸镁沉淀下砂土固化效果。结果表明,48 h培养过程中,吸光度和脲酶活性的增长都先缓慢后迅速增长再减小最后停止,单位脲酶活性则是先增加后减小。适当增加尿素或Mg2+浓度可增强细菌脲酶活性,氯化钠和醋酸根浓度对酶活性无明显影响,Ca2+浓度对脲酶活性有明显抑制作用。同一温度、pH值和离子浓度条件下,碳酸镁产率明显小于碳酸钙。而在菌液中添加尿素可促进碳酸镁沉淀生成,且温度相同,尿素浓度越高,碳酸镁产率越大。菌液中添加尿素可使得碳酸镁固化砂土成型并具有一定强度,因此,该方法可解决砂土固化碳酸镁沉淀不足的问题,为后续碳酸镁固化试验奠定基础。     

地下水对盾构开挖面上方土拱效应影响的试验研究

针对地下水对盾构隧道开挖面上方土拱效应的影响,进行了干砂和饱和砂的对比模型试验。首先针对盾构施工过程和试验研究内容,设计了包括玻璃模型槽、隧道装置、数字照相量测装置的试验系统。之后通过试验获得了不同砂土粒径、不同埋深情况下,分别在干砂、饱和砂土层中支护力减小时开挖面上方土拱的形成过程。试验结果显示地下水的存在,减缓了土拱随开挖面位移的形成过程,在相同开挖面位移时,相对于干砂时地下水减小土拱高度的比例为10%~15%。同时,地表沉降的发展过程与开挖面上方土拱的形成过程具有对应关系,地下水的存在通过降低土拱高度从而减小了地面沉降。根据试验结果结合楔形体模型指出,需对上方棱柱体受到的侧土压力系数进行修正,由此体现地下水对开挖面上方土拱效应的影响。     

抽水地面沉降中含水层长期变形特性研究

 长江三角洲地面沉降监测数据表明,抽水地面沉降中含水层的变形在总沉降量中占较大比例,且随时间长期发展。分析认为含水层砂土的蠕变是造成其变形长期发展的主要原因,而目前计算砂土蠕变特性的模型中普遍存在参数较多且确定困难的问题。根据含水层砂土的蠕变特性,对采用Singh黏性土蠕变模型计算含水层长期变形的方法进行研究。该模型假定土的蠕变速率与时间在双对数坐标系中呈线性关系,模型中仅有1个参数,即双对数坐标系中蠕变速率与时间曲线的斜率m。砂性土蠕变试验数据统计结果表明,砂性土的m值为0.9～1.1。通过对m的灵敏性分析可知,m在0.9～1.1区间内取值对计算结果影响不大,因此,在缺乏试验数据时可假定m = 1。利用常州和上海的地面沉降实测数据验证Singh模型计算含水层变形的有效性及模型参数简化确定方法的准确性。     

砂土盾构隧道掘进开挖面稳定理论与颗粒流模拟研究

盾构法隧道施工过程中,土体密实度对开挖面极限支护力值与稳定性影响是一个非常重要的因素。基于Kirsch室内模型试验,采用颗粒流计算分析了隧道掘进过程中土体密实度对开挖面极限支护力、残余支护力以及开挖面前方土体孔隙比变化的影响,从细观角度解释了砂土中盾构隧道开挖面失稳机理,分析了砂土中盾构隧道掘进时土体破坏形态与分布范围;进而提出了计算开挖面极限支护力的改进楔形体分析模型。研究成果可为盾构隧道施工中分析开挖面的稳定提供参考。     

水泥土的电阻率特性研究

本文分析了水泥土的电阻率特性 ,并在室内进行了扰动土样不同水泥配合比和不同龄期的水泥土样的电阻率与无侧限抗压强度的测试 ,试验结果的分析表明水泥土的电阻率与水泥含量及无侧限抗压强度呈线性关系 ,水泥土电阻率的这一特性可用于有关工程质量的检测。