软土地基深基坑开挖中双排桩式围护结构应用实录

本文介绍了笔者近年来在软土地基深基坑开挖中所作的几个典型双排桩式围护结构的设计、施工及监测情况，由此探讨了双排桩式围护结构的受力、变形特性，得到了该形式围护结构设计及施工的一些有益结论。     

粘弹性准饱水岩层中地震波的传播

从工程实践出发，采用粘弹性两相介质模型，详细研究了地震波在准饱水岩层中的传播问题。由于此模型不但考虑了岩层骨架的粘性，而且考虑了饱和度对地震波传播的影响，从而可以全面地了解地震波在准饱水岩层中的传播特性。该模型比以往研究地震波的模型更具合理性。采用数值算例对饱和度、频率、含水量对地震波的波速和衰减系数的影响进行了细致的分析，并得出了一些重要的结论。     

基于修正Masing准则的萧山软黏土动应力-应变关系研究

地震、波浪、交通等不排水循环荷载的作用将引起土体孔隙水压力上升,从而使土体的刚度、强度发生软化现象,以往对软粘土动应力-应变关系的研究大都忽略循环软化的影响。采用Masing准则及其修正来描述软黏土的动应力-应变关系往往与实际偏差较大,主要是因为该准则未能考虑软黏土的循环软化特性。通过对萧山软黏土进行应力控制的循环三轴试验,研究循环次数、循环应力、偏应力对萧山软黏土的循环软化特性的影响。通过对每次循环中的刚度进行无量纲化得到量纲一的刚度Gsec/Gmax与循环应变幅值εs的关系曲线。研究结果表明,当循环应力较小时,Gsec/Gmax-εs曲线由硬化及软化两部分组成;当循环应力大于58kPa时,该曲线仅表现为软化特性。在试验基础上得到量纲一的刚度软化模型,该模型可体现每次循环过程中的刚度软化规律。同时,基于修正的Masing准则,结合循环软化模型,得到考虑循环软化特性的萧山软黏土动应力-应变关系曲线。     

地表交通荷载引起邻近浅埋隧道振动评价研究

为研究地表交通荷载引起邻近浅埋隧道振动问题,建立地表移动荷载下三维弹性半空间中隧道振动分析模型。隧道衬砌模拟为中空圆柱体,隧道周围土体模拟为含有圆柱形空腔的黏弹性半空间。地表车辆荷载简化为4个均布矩形荷载,矩形荷载可以分解为关于隧道轴线正对称和反对称2种荷载分量。含有圆柱形孔洞的地基中位移场分解为下行平面波引起的位移场和外行圆柱波引起的位移场,通过波场转换可对地表和衬砌–土体接触处的边界条件进行描述,在频域中获得控制方程基本解,然后利用快速Fourier变换获得时域结果求得。地表车辆荷载下邻近隧道的振动响应可由正对称和反对称荷载工况下的结果叠加得到。计算结果表明:隧道两侧车辆荷载在隧道处引起径向动应力最大值分布在以竖向为中心的-45°～45°范围;增加隧道埋深或车辆距隧道的水平距离,可显著减小隧道的振动速度响应和应力响应;一定隧道埋深下,车辆荷载与浅埋隧道的水平距离达到最小安全距离时隧道振动可以满足相关振动规范的要求,且该安全距离跟车辆速度在研究范围内呈线性关系。     

多孔介质中晶体的结晶压力分析

孔隙溶液中结晶体产生的结晶压力是多孔材料宏观上形成介质变形、冻胀破坏的重要因素之一。以溶液–晶体的化学势平衡为基础,考虑了溶液中的粒子相互作用,分别对以过饱和比为驱动的盐分结晶体和以温度为驱动的冰结晶体进行了理论分析,建立了非理想溶液中晶体对孔壁产生的最大结晶压力模型,并对溶液的冰点温度进行了分析。以NaCl溶液和Na2SO4溶液为例,分别对不同浓度和不同温度下的盐、水结晶压力及冰点温度进行了参数分析。结果表明:对于盐分结晶体,其结晶压力与溶液的过饱和比、溶液活度以及结晶盐的类型密切相关;对于冰晶体,其结晶压力与环境温度以及溶液的活度相关。     

复合地基动弹性模量和阻尼比的试验研究

通过水泥土复合试样的动力试验,着重研究掺入比、围压等因素对复合试样动弹性模量和阻尼的影响。通过回归分析,提出了计算动弹性模量和阻尼比的简单方法,并给出了考虑上述影响因素的经验公式,对水泥搅拌桩复合地基抗震设计研究提供了一些初步参考依据。     

非饱和公路路基填料长期动力特性试验研究

为研究非饱和路基粗粒填料长期动力特性,对GDS大型三轴试验系统进行非饱和测试模块升级,并选取浙江省某路基采石场碎石填料进行试验研究。掺入质量比3%的高岭土来模拟受细粒污染的路基填料层,基质吸力通过轴平移法进行控制。对凝灰岩碎石混合料在2种循环偏应力幅值和4种初始基质吸力下进行大次数循环加载试验,分析非饱和路基中初始基质吸力对凝灰岩碎石填料轴向累积变形和回弹模量的影响。试验发现,凝灰岩碎石混合料试样在持水试验中存在滞回现象,同一基质吸力试样在干化路径下对应的含水率明显大于湿化路径。在循环荷载作用下,非饱和路基填料的回弹模量随初始基质吸力的增加而增大,且在较小基质吸力(0~30 k Pa)范围时,基质吸力对回弹模量影响较大,而在较大基质吸力(30~90 k Pa)范围时,基质吸力增加对回弹模量影响减弱。非饱和路基填料的累积轴向变形随基质吸力的增加而减小,其减小速率也随基质吸力的增大而降低;轴向累积变形与基质吸力非线性相关,而与含水率线性相关。     

时间效应对砂土小应变动力特性影响及其细观机制研究

采用英国 GDS 公司生产的共振柱(RCA)测试系统,对福建标准砂进行11组不同条件的时间效应试验,研究砂土小应变剪切模量和阻尼比随时间的变化情况,并运用颗粒滑移和接触力均一化理论对测试结果的细观机制进行解释。试验结果表明福建标准砂小应变剪切模量随时间逐渐增大,阻尼比随时间逐渐减小;同时研究发现相对密实度、应力历史和黏粒含量对砂土时间效应影响显著：在围压35 kPa时,松砂的时间效应大于密砂;当围压增加到150 kPa时,试验结果恰好相反：密砂的时间效应大于松砂。应力历史是影响砂土时间效应的重要因素：加卸载循环和超固结都会降低砂土的时间效应。在砂土试样中添加高岭土粉末能提高砂土的时间效应。     

循环荷载下软土动弹性模量衰减规律研究

为了研究循环荷载作用下软土动弹性模量的衰减规律,通过室内动三轴试验,详细研究了循环荷载作用下初始偏移应力、荷载频率、超固结比以及循环应力比等对软土动弹性模量衰减的影响.试验结果表明,随着应变的增大,不同频率荷载作用下土样的动弹性模量逐渐减小,但频率的变化对动弹性模量的衰减规律影响很小;在相同的动应变水平下,随着初始偏移应力的增加,土体动弹性模量有较大幅度的增加;对于超固结比较大的土体,其动弹性模量衰减较小,超固结比较小的土体,其动弹性模量随应变增大衰减较大.通过对试验结果进行回归分析,得到了软土在循环荷载作用下动弹性模量衰减的经验公式     

交通荷载应力路径下砂土地基变形特性研究

在交通荷载作用下,地基土单元不仅偏应力大小周期性变化而且主应力轴连续旋转。为了研究交通荷载应力路径下地基土单元排水变形特性,利用动态空心圆柱仪对K0固结下饱和砂土进行了一系列"苹果型"动力循环应力路径以及普通动力循环应力路径试验。两组应力路径试验结果的对比表明交通荷载应力路径引起的主应力轴连续旋转会加速竖向永久变形的累积,并且对竖向回弹模量具有软化作用,而且随着循环应力比的增大,两种应力路径下变形特性差异变得更加明显。最后,基于Uzan回弹模量模型提出了相应的修正公式用来考虑主应力轴旋转效应。