F1离子固化剂加固试验黄土的物理力学特性变化机理

为研究离子型土壤固化剂加固黄土的作用效果,对不同F1固化剂掺量的试验黄土进行物理力学参数试验以及微观试验,分析了固化剂加固土体的微观结构变化,探讨了固化剂对试验黄土物理力学性质的影响规律和加固机理.研究结果表明:F1固化剂能提供强正电或强阳离子分子,通过离子交换作用与永久带负电荷的黏土矿物颗粒吸附,使得土颗粒在外荷载作用下重新排列成联结力更强的层状堆叠结构,改善了土体的物理力学特性;F1固化剂阻碍了黏土颗粒对极性水分子的吸附,降低了黏土颗粒的水敏性,使得土体的液、塑限和最优含水率降低,最大干密度和无侧限抗压强度增大;微观电镜扫描与核磁共振试验表明,F1固化剂可减小土颗粒间的孔隙体积、孔隙面积比和粒间孔径,降低孔隙连通性;F1固化剂使用便捷、成本低廉、养护周期短,与石灰、水泥等传统土体改良材料相比有众多独有优点.     

大型油罐CFG桩复合地基变形与承载性能试验研究

 兰州原油末站大型油罐群,是我国首次在饱和黄土地基修建的大型储油设施。由于天然饱和黄土地基承载力仅为60 kPa,采用CFG 桩复合地基。依托其中一座15×104 m3储油罐工程开展CFG桩复合地基变形与承载特性试验研究。在地基处理范围内埋设土压力盒、孔隙水压计、沉降计等测试元件。现场试验结果表明,CFG桩复合地基承载力特征值达到275 kPa。结合罐体充水试验研究CFG桩复合地基在罐体充水过程中桩土应力、孔隙水压力、沉降及油罐环墙基础变形的变化规律。结果表明,环墙基础最大沉降量为30 mm,最小为11 mm。实测油罐任意直径方向的沉降差最大值为16.0 mm,油罐沿周边弧长方向最大非平面倾斜值为0.002 46。CFG桩桩土应力比随荷载呈增大趋势,在最大试验荷载下达到12.6,油罐底部反力沿半径方向呈“V”型分布。研究表明采用CFG桩处理饱和黄土地基是可行的,试验研究成果对饱和黄土地基修建大型储油罐提供技术依据。     

某处拟建场地的单桩静载试验

某段高速公路拟建收费站地处青藏高原海拔3206.7～3206.9m。自然条件艰苦,地质水文环境较差。为满足拟建建筑物的承载要求,地基处理采用锤击振动式沉管灌注桩。为了验证地基承载力对单桩进行了静载荷试验。试验结果证明在该地质情况下锤击振动式沉管灌注桩能够满足设计要求。     

青藏高原多年冻土区不同地温分区下大直径钻孔灌注桩回冻规律试验研究

为解决青藏铁路修建过程中多年冻土区桥梁钻孔灌注桩浇筑桩身混凝土对冻土层地温的影响，把握后续工程施工，需要确定钻孔灌注桩灌注后的回冻时间，目的在于为后续工程施工提供可靠的依据，如桥墩(台)的施工、上部结构的铺架以及对工期的影响等工程实际问题。针对青藏高原多年冻土区钻孔灌注桩回冻问题，从现场实际地温测试资料出发，通过对青藏高原低温多年冻土区及高温不稳定多年冻土区2个试验场地实测地温资料的对比分析，初步得出2个不同地温分区下大直径钻孔灌注桩回冻规律：低温多年冻土区天然地温较低，桩身混凝土浇筑8d后，桩身首先在地面以下3．5～7，5m(-0．027℃～-0.32℃)及桩底处出现负温(-0．35℃)；高温不稳定多年冻土区天然地温较高，桩身混凝土浇筑18d后，桩身首先在桩底处山现负温(-0．18℃)。所得到的初步结论米源于现场测试结果，对工程实践能够起到指导作用。     

振动沉管碎石桩在饱和黄土地基处理中的应用

兰州原油末站工艺装置区地处饱和黄土地区,饱和黄土塑性指数为11.8,承载力特征值为60kPa,不能满足工程要求.工程设计方案采用振动沉管碎石桩方法进行地基处理,布桩间距1.0m.施工中采用闭口挤土沉管,进入卵石持力层0.5m,而后边振动拔管边填级配碎石料.根据现场桩体、桩间土动力触探、静载荷试验结果,证明采用振动沉管碎石桩处理饱和黄土地基技术是可行的,且效果良好.     

F1离子固化剂加固试验黄土机理及强度特性研究

为研究F1离子固化剂对黄土的加固效果和固化机理,利用不同掺量的F1离子固化剂加固试验黄土.从黏土颗粒表面化学入手,利用CBR试验、三轴压缩试验、SEM电镜扫描以及IPP6.0比表面/微孔隙分析软件,对F1离子固化剂加固试验黄土的CBR值、膨胀特性、强度参数和固化前后土体微观结构的变化规律进行了研究.结果表明:F1固化剂可减小土颗粒表面结合水膜的厚度,使土颗粒间的距离(或体积)减小、引力增大,在碾压时形成排列更加紧密、团聚体更大的层状堆叠结构,使得土体的孔隙面积百分比和形态分布分维数减小,土颗粒间的黏结强度、剪切强度、密实度和稳定性增强;在试验黄土中加入0.3 L/m3(最佳掺入比)的F1溶液后,其摩擦角和黏聚力分别增大了1.17倍和1.55倍;F1固化剂通过离子交换作用占据了黏土颗粒表面的阴离子点位,阻碍了其对水分子的吸附,大幅减小了黏土颗粒的膨胀变形;F1固化剂具有绿色环保、加固效果良好等优点,在黄土地区土体填筑工程中有广阔的应用前景.     

湿陷性黄土模型试验相似材料的研制

湿陷性黄土模型试验相似材料一直是地质力学模型试验相似材料研究的瓶颈,限制着湿陷性黄土地区模型试验的应用。采用空中自由下落法,通过大量配比试验,成功研制湿陷性黄土模型试验相似材料,该材料选用重晶石粉和砂作为无黏性材料,工业盐、石膏和膨润土作为黏结性材料,加水均匀拌合,润湿24 h后采用空中自由下落法制成试样,50℃恒温条件下烘干试样,模拟风成黄土的沉积方式和形成条件。通过湿陷试验,得到该相似材料具有和天然湿陷性黄土相似的湿陷特征,浸水产生强烈湿陷;通过直剪试验,得到该材料的强度参数也与天然黄土相似,而且可调节的容重范围广,是一种比较理想的湿陷性黄土模型试验相似材料。     

正冻粉质粘土与介质间冰膜形成机理的试验研究

为研究冻结过程中粉质粘土与不同介质间的冰膜特性及冰膜的形成机理,本文采用单向冻结试验仪及低温试验箱,对混凝土-土、铝-土、不锈钢-土进行了室内单向冻结试验。试验进行考虑了不同冻结温度差、初始含水量、干密度、冻结时间等因素下的15组试验工作,测试了试验在封闭系统中单向冻结条件下的冰膜、温度分布及水分迁移特性。试验结果表明,不同材料与土接触处有冰膜产生,冰膜的实测厚度在0.30~3.40 mm之间,由实测冰膜质量计算得到的冰膜密度小于纯冰的密度,约为0.35~0.45 g/cm³。初始含水量、冻结温度差、冻结时间的增大均有助于冰膜厚度的增大,也可促使水分迁移量的增大。干密度对水分迁移具有一定的抑制作用。     

西宁火车站地下空间抗浮桩抗拔承载力试验研究

抗拔桩的应用愈来愈广泛。在进行抗拔桩设计时,通常是以桩的抗压侧摩阻力乘以折减系数λ_i(抗拔系数)作为抗拔侧摩阻力去计算桩的抗拔承载力。但由于抗拔系数λ_i的影响因素较多,取值区间较大,可能造成抗拔侧摩阻力的不准确性。利用原型试验测试抗拔桩的极限承载力是最直观、最准确方法。本文选择三根试桩进行破坏性静载试验,最大加载量为8 000 kN,得到抗拔桩的极限承载力,为设计提供客观参考。根据静载试验得到的Q-S曲线,运用MATLAB软件采用最小二乘法分别拟合出三种抗拔极限承载力预测函数模型的曲线,提出了适合该地区的抗拔桩极限承载力预测模型。     

低温多年冻土地基大直径钻孔灌注桩未回冻状态承载性质试验研究

 多年冻土地基由于大直径钻孔灌注桩桩身混凝土水化热造成桩周冻土融化,而桩体混凝土灌注初期桩土体系不具备冻结强度,导致钻孔灌注桩初期承载力很低。研究低温多年冻土地基大直径钻孔灌注桩未回冻状态的承载力和变形性质,可为工程施工工期安排提供技术依据。结合青藏铁路索南达杰特大桥工程进行低温多年冻土大直径钻孔灌注桩地温测试及现场静载试验,为此设置桩土界面测温孔(SB)、桩侧测温孔(SC,距离桩壁30 cm)以及未受施工扰动的基准地温孔(JZ)。获得夏季灌注桩混凝土入模温度为11 ℃,不同龄期桩土体系的地温分布,并分析桩土体系的回冻过程。测试数据表明：混凝土灌注完成30 d以后,桩顶至地表下2 m为正温,地表下2 m到桩底桩身表面均为负温,在－0.43 ℃～－1.26 ℃范围内变化;灌注50 d以后,桩土界面地温逐渐降低,为－1.0 ℃～－1.85 ℃,与未受扰动天然地基地温相比,桩土体系尚未完全回冻。同时进行不同地温条件下基桩的现场静载试验,分析竖向承载力、变形及桩侧摩阻(或冻结力)分布特性。当加载到最大荷载(7 600 kN)时,桩顶竖向位移达到4.93 mm,卸载后未恢复的变形为1.01 mm,说明低温多年冻土地基钻孔灌注桩在未完全回冻状态下(试桩龄期30 d)基桩具有较高竖向承载力,且变形量小。