长江口软土的次固结特性试验研究及应用

对长江口淤泥质软土进行一系列固结实验,研究了荷载、超固结比、土性指标等对软土次固结系数的影响,得出了该区域软土的次固结特性及不同土层的次固结系数。试验结果表明:次固结系数与荷载有关,且随着荷载的增大先增大后减小,最后趋于平稳;次固结系数与最大固结压力有关,且随着超固结比的增大而减小;次固结系数与压缩指数的比值近似为常数0.031;次固结系数与初始孔隙比及初始含水率呈线性关系。提出了一种考虑主次固结同时发生的沉降计算方法,并通过所得次固结系数对横沙围堤进行了沉降预测,与现场监测吻合较好。所提出的计算方法更符合工程实际需要,具有很好的实用价值。试验所得的相关参数及结论对研究长江口软土特性及后期工程的沉降预测具有一定参考意义。     

覆水真空预压法加固海相淤泥质软土

通过具体实例介绍了覆水真空预压法处理海相淤泥质软土地基的施工流程、具体施工工艺和参数。通过对施工期间表层沉降监测数据的分析,表明沉降速率逐渐减小,主固结沉降速率逐渐趋于收敛;结合对施工前后的物理力学指标、静力触探和标准贯入试验的检测数据的对比,表明在覆水真空预压阶段,土体物理力学性质指标得到改善,淤泥得到了很好的排水固结,加固效果明显;最后通过现场载荷板试验,进一步证明了覆水真空预压法处理海相淤泥质软土加固效果显著。     

动力排水固结软基处理模型试验研究

介绍了动力排水固结室内模型试验,并从室内模型试验出发,对动力排水固结加固效果进行研究,建立了一个相似比1:2的室内动力排水固结加固淤泥质软土的试验模型,严格控制试验条件和工艺参数,研究了动力排水固结淤泥质软土的效果.通过室内模型试验研究,总结了动力排水固结加固软土地基效果的影响因素,被加固土体的变形规律,超孔隙水压力的消散规律和加固过程中软土地基振动液化安全稳性系数变化规律,提出了动力排水固结软土地基有效加固深度确定方法和动力排水固结加固效果评价方法.     

软土变形时效特性的试验研究

软土变形的重要特征为具有时效性,这将导致软土工程的工后沉降。根据实际工程需要,采用原状土样和扰动土样对软土变形机理进行了一系列室内试验,包括软土的应力–应变特性、固结效应、次固结特性、蠕变特性等。通过试验成果系统分析可得:(1)初始固结度对应力–应变关系的影响;(2)次固结系数与固结压力的关系以及应力历史对次固结系数的影响;(3)次固结系数与压缩指数的关系;(4)排水蠕变和不排水蠕变的变形特征;(5)蠕变变形的影响因素和降低蠕变效应的技术路径等。研究结果表明:软土变形的时效性产生于固结特性和蠕变特性的耦合效应,土体的变形过程实际是固结和蠕变共同作用的过程,任一时刻两种变形在总变形中所占比例取决于多种因素,其中最重要的是应力水平和排水条件。     

数值模拟方法在软土路基沉降因素分析中的应用

软土路基工程的沉降严重影响公路的建设周期和使用寿命,产生路基沉降的主要影响因素有路基的填筑高度、填筑速率和排水效果,为研究这些因素对软土路基沉降的影响程度,采用MIDAS GTS有限元软件,建立软土-路堤二维平面模型,分析结果表明:(1)填方高度对软土路基的沉降影响作用明显,两者有较好的正相关关系,随着填方高度的增加,软土路基受到的竖向压力增加,加剧了路基的沉降;(2)填方速率对软土路基的沉降主要在软土的固结阶段,当固结完成后,路基的沉降值趋于稳定值,随着施工填筑速率的加快,路基沉降趋于稳定值的速率不同,在平均填筑速率为5 cm·d^-1时,路基的填筑效果最好;(3)软土路基采用真空排水预压法处理时,塑料排水桩间距为1.2 m,真空压力为80 kPa时,排水固结效果最理想,路基最快达到沉降稳定。     

高纬度林区软土的低温力学特性试验研究

为了研究高纬度林区低温情况下软土的力学特性,以大兴安岭地区呼玛县淤泥质软土为试验对象,通过温控三轴仪进行不同负温下的不固结不排水试验,以及采用改装后的温控固结仪进行不同温度下的固结试验,试验结果表明,淤泥质软土的剪切峰值、黏聚力、摩擦角及弹性模量均随着试验温度的升高而出现下降趋势,并且在-2～-1℃之间变化最为明显;温度由负到正,淤泥质软土的固结压缩量显著增大.研究结果表明了淤泥质软土在负温条件下抗剪强度高,压缩性低,与季冻区公路工后沉降随季节变化趋势相对应,为类似工程提供参考.     

静力排水固结法在软土路基处理中的应用研究

介绍了4种静力排水固结法在深厚软土路基处理中的应用,通过不同软土路基处理方式验证软土地基处治效果。从施工原理、施工环境、原始地貌等方面进行对比,分析施工过程中软土地基的沉降速率、位移速率、孔压变化速率,利用原位试验分别剖析不同的静力排水固结方法对软土物理力学性质的改良状况,提出最适合横琴地区的静力排水固结方法。     

塑料排水板预压法处理深厚软基的试验研究

采用塑料排水板排水固结预压法处理深厚软土地基,从分层沉降、孔隙水压力、深层水平位移、静力触探及室内土工试验等方面对其加固处理效果进行分析,结果表明:塑料排水板排水固结预压法处理该深厚软土地基是可行的,完全能满足设计要求.     

动力排水固结耦合沉降控制计算在路基处理中的应用

在介绍动力排水固结的基本原理及沉降计算方法的基础上,提出一种适合动力排水固结沉降计算的动静耦合沉降计算方法,为软土地基处理在方案选择和沉降预控方面提供理论依据。     

盾构施工引起地面长期沉降的理论计算研究

 对盾构施工引起的隧道轴线上方地面工后沉降进行研究,结果表明,土体开挖卸荷引起应力释放,产生初始超孔隙水压力,其分布呈三角形。假定衬砌不排水、土体为单面排水、压缩层厚度为隧道覆土厚度,采用太沙基一维固结理论,得到地面工后固结沉降的理论计算公式。假定地面长期沉降主要由施工期间沉降和工后固结沉降组成,进而得到地面长期沉降的理论计算公式。算例分析结果表明：该方法的预测值与实测值非常吻合;上海软土地区盾构隧道施工引起的地面长期沉降相当显著,最终地面沉降量在80 mm以上,固结沉降占总沉降量的80%～90%;按最小覆土深度5 m计算,需要2 a以上地面沉降才能最终稳定。     

吹填软土一维大变形自重固结的有限差分数值解

吹填软土发生自重固结的物理本质在于超孔隙水压力的消散与有效应力的增长,以往有关土体大变形自重固结问题的求解方法多基于Gibson大变形固结理论,未从物理本质上反映土体的固结过程。文章基于Gibson大变形固结理论的有关假定,推导建立以超孔隙水压力为变量的一维大变形自重固结控制方程,该方程的形式简单,系数的物理意义明确。结合吹填软土自重固结的边界条件及初始条件,采用修正隐式差分格式的有限差分法求解得到方程的有限差分数值解,该数值解能够求解任意e-σ′和e-k函数关系下吹填软土的自重固结过程。通过与Lee和Sills求得的解析解及SWC模型解对比,从超孔隙水压力、孔隙比及沉降3个方面对数值解的正确性进行验证。利用文章所提方法分析初始厚度、初始孔隙比及土粒比重对自重固结性状的影响。分析表明,土体自重固结过程中的沉降固结度始终大于孔压固结度,初始厚度对孔压固结度的影响更大,初始孔隙比及土粒比重对沉降固结度的影响更大。     

大面积堆载排水固结有限元沉降分析

结合现场施工情况,根据Hird理论,采用有限元方法计算某电厂开发建设项目大面积堆载排水固结沉降,并预测后期固结沉降,分析论证大面积堆载排水固结法对于加速软土的固结,提高地基土的承载力,减少工后沉降是一种非常有效的方法。     

淤泥质粘土在冲击荷载下固结机理研究及应用

越来越多的理论研究和工程实践表明，动力排水固结法加固淤泥质饱和软粘土地基是行之有效的。其实质是在淤泥质饱和软粘土层上铺设渗透性能好的素填土或碎石土，在冲击能作用下形成“硬壳层”，该硬壳层充当冲击能量向深部饱和软粘土传播应力的载体，土体中被冲击荷载激发出来的孔隙水沿着布置在软土地基中的空间排水网络排出，土体得以固结，强度提高。围绕动力排水固结法加固淤泥质饱和软土地基的加固机理和施工工艺这一课题，利用土动力学方面的分析手段进行了如下系统的研究：(1)评价了广西钦州港淤泥质饱和软粘土的工程特性，并对强夯处理前后土的物理力学指标之间的相关关系的变化作了比较。提出了室内动力固结试验装置的设计思路，并验证了改造后的动力固结装置模拟现场动力排水固结施工的可行性。在室内试验的基础上，对冲击荷载作用下的饱和软粘土的冲击应力、孔压和变形规律进行了系统的研究，提出了饱和冲击能量、合理冲击击数、冲击遍数、冲击能量大小和施加顺序等施工工艺要素的确定方法。(2)就排水措施的使用、不同固结状态以及固结围压大小几个方面对原状土样和重塑土样在冲击荷载下的动态响应特性的影响进行室内试验，发现原状土样与重塑土样在动态响应上的异同，指出由于软土具有一定的结构性，不能完全依赖重塑土试验来研究软土的动力特性，但重塑土表现出的一般的规律性对原状土的研究具有重要的参考价值。(3)通过室内试验的研究发现：淤泥质饱和软粘土在冲击荷载作用下孔隙水压力符合双曲线型发展模式，而轴向变形的发展模式用对数-双曲线型式加以拟合则更趋合理。并且给出用与切线模量相关的标准确定加工硬化型应力-应变关系曲线的破坏点的方法，提供了利用任意固结度下的应力路径求解不排水抗剪强度的计算公式。(4)引入双屈服面弹塑性本构模型和动态形函数的概念，用显示积分法求解Biot动力固结有限元方程，编制了相应的计算程序DCFEM，对单击荷载下饱和软粘土的动态响应特征进行数值模拟。计算结果表明，应力波在土体中是按竖立的椭球面传播的，数值计算结果、室内试验结果与现场测试三者之间较为吻合。(5)对本文研究成果进行总结，按照本文室内试验结果，结合已有的成果，给出了动力排水固结法加固淤泥质饱和软粘土地基的加固机理和施工工艺。     

静动力排水固结软基处理技术的试验研究

为消除某工程软土地基的不良地质现象,以纬三路为试验段,采用静动力排水固结法对软土地基进行了处理,确定了该方法的适用性,试验结果表明:采用静动力排水固结法可以有效地减小工后沉降,提高软土的强度,并能有效地改善填土性质,且费用低廉,施工周期短。     

道路工程施工中的软土地基处理技术

从我国软土地基的特点分析出发,列举了软土地基对道路工程的不利影响,如会导致地基稳定性差、沉降大等,介绍了目前常用的软土地基处理方法,包括真空预压法、地表排水技术、砂垫层法、粉喷桩技术、强夯法及排水固结法。     

软土的振动排水固结特性试验研究

以江苏镇江某现场软土为研究对象,室内利用自主设计的动态固结渗透仪模拟饱和软土在振动荷载作用下的响应。在不同排水条件、围压、静荷载、振动荷载和频率下进行排水固结试验,并同单一的静压排水固结试验进行对比,重点分析试验过程中的动应变和固结排水效应,探讨软土的动力固结排水机理。试验结果表明,振动作用可以明显地提高排水速度,增加排水量;固结压力、振动荷载和频率对软土的振动排水效应产生显著的影响。试验结果和振动排水的机理分析,对当前软土地基处理及其施工工艺设计具有重要的实用价值和指导意义。     

南京河西地区软土次固结特性试验研究

基于南京河西地区淤泥质粉质粘土的原状、重塑土样的分级加栽一维次固结试验,研究分析了结构性、荷载对软土蠕变、次固结特性的影响.经过试验分析表明:河西地区淤泥质粉质粘土的蠕变变形具有逐渐衰减的特点;由于结构性的影响,原状样的次固结系数大小受到荷载的影响,并得到两者之间的经验关系;而重塑土样次固结系数要小于原状土样,且不受荷栽影响.由于受粉粒含量和塑性指数的影响,该地区淤泥质粉质粘土的次固结特性属于低-中等.     

吹填区软土固结及次固结特性试验研究

对某吹填区软土进行了不同固结压力、固结时间、排水距离、初始孔隙比等的对比性固结试验,研究了软土的固结及次固结特性。试验结果表明:次固结系数与压缩指数呈较好的线性关系,压缩性指标与上覆固结压力密切相关;固结变形与先期固结压力有关,在超固结阶段呈线性变形、正常固结阶段呈黏塑性变形的特征;次固结系数随固结压力变化可分3个阶段,阶段Ⅱ(p_c相似文献   

饱和软粘土的再固结性状研究

围绕“动静结合排水固结法”课题,通过室内试验研究饱和软粘土在冲击荷载作用下的再固结性状,重点分析排水条件对土体固结和再固结的影响,指出孔隙压力升高与再固结体应变之间的唯一性关系。提出再固结体积压缩系数和再固结压缩指数的概念并给出其确定方法。对冲击荷载作用后软土地基沉降计算方法进行讨论,包括多遍冲击和部分排水条件的情形,并给出试验验证。     

深圳海积软土的三轴不排水蠕变特性与经验型模型

软土变形的时效性会使修建在软土地基上的建筑物产生不容忽视的工后沉降,因此揭示软土蠕变的规律,对软基工程具有重要意义。通过对深圳湾海积软土进行不同固结压力下的三轴固结不排水蠕变试验,以论证海积软土的蠕变特性,建立可描述软土蠕变特性的本构模型。结果表明,深圳具有非线性蠕变特性,应力水平越高,非线性特征越显著,剪切蠕变特征越复杂,其蠕变性状受固结压力,剪应力水平显著。在工程中应尽可能加大固结压力,加速土体的固结排水作用,可减小因蠕变影响对建筑物带来的危害。研究还表明,Singh-Mitchell经验型模型具有参数少,适用性强的特点,可较好地反映和预测深圳海积软土的蠕变特性。