室内固结系数的一种推算方法

室内固结试验确定固结系数常采用时间平方根法和时间对数法 ,这两种方法均属作图法。其缺点是在作图过程中人为因素影响较大 ,而且试验初始阶段不可避免的初始压缩以及试验最后阶段的次固结等也对试验结果有较大影响。本文从一维固结理论出发 ,导出了主固结沉降与其速率的关系 ,利用这一关系提出了一种固结系数的推算方法 ,该方法无需固结试验初始阶段和最后阶段的数据 ,从而避免了初始压缩和次固结的影响 ,同时该方法还可以加快固结试验的进程。     

固结系数的最小二乘法计算

室内固结试验确定固结系数常用的是时间对数法和平方根法,这两种方法仅利用了试样固结试验中沉降量与时间关系曲线的初始值,利用的数据较少,无法反映固结的全过程。同时由于作图法受到的人为因素影响较大,难以准确确定固结系数,本文采用工程上通用的最小二乘法,通过公式推导,编程得到了固结系数的求解过程,通过计算机运算,从而避免了人为因素的影响,同时也得到了固结的初值和终值。     

河滩沉积型软土次压缩沉降变形分析

文章采用单向高压固结仪,对长江下游河滩沉积型软土重塑样开展单向固结试验,绘制孔隙比e与时间对数lgt关系曲线,得出试样在各级荷载下的次固结系数Ca及变化趋势。基于软土次固结系数Ca和分层总和法,推导出软土地基次压缩沉降量计算公式,供工程师们参考采用。     

超固结度对超固结饱和黏土不排水蠕变特性的影响研究

以具有不同超固结度的重塑黏土试样为研究对象,在加载应力比等同于临界状态线斜率的应力条件下开展了一系列不排水蠕变试验,研究了超固结饱和黏土的蠕变特性。试验结果表明,对强超固结度黏土试样,随着蠕变时间的增加,孔压一直降低,并从正孔压降到负孔压。强超固结度试样的初始应力路径虽然都到达了正常固结土试验获得的临界状态线,但强超固结度的试样在蠕变阶段并不破坏。在蠕变初始阶段,对于不同强超固结度轴应变速率与对数蠕变时间的关系线是相互平行的直线。整个蠕变过程中,强超固结度试样都处于剪胀状态中,且超固结度越大,到达最大剪胀状态的蠕变时间越长。在相同的应力比下,超固结度是影响超固结试样不排水蠕变破坏与否的重要因素。     

基于大变形的冲填土自重固结分析及离心模型试验

基于大变形理论和离心模型试验对上海临港新城地区冲填土自重固结沉降进行分析研究。研究结果表明：大变形理论计算和离心模型试验所得冲填土自重固结沉降量及最终固结时间基本一致，但在未完成固结之前，对于相同的固结度，理论计算的固结时间均明显大于试验所得时间；冲填土的自重固结过程包括快速和缓慢固结2个阶段，快速固结阶段大约需要1 a时间；在快速固结开始阶段，沉降很快，0.5 a的固结度可达50%，快速固结阶段的沉降量占最终沉降的80%，而缓慢固结阶段的沉降量只占最终沉降量的20%。通过对试验数据回归分析，得出冲填土的自重固结沉降与时间的关系式，利用该式可对冲填土地区沉降变形进行预测。     

MMF曲线拟合模型在固结系数计算中的应用

通过用MMF曲线拟合模型对地基土体固结过程中土体固结沉降量与固结时间之间的关系进行拟合,得到了各时刻比较准确的固结沉降速率,进而利用上述线性关系计算了土体的固结系数,并与文献计算结果进行了对比,结果表明：采用本文方法计算固结沉降速率,可使得最终得到的固结系数准确度大大提高。     

高填粉土地基沉降稳定趋势的检测与判定

通过合理选择高应力水平下土的固结系数CV作为土工检测指标,计算得到的固结度值可较方便地判断高填土的固结变形程度,并由此推定高填土最终沉降稳定的时间.实际工程应用表明,由该方法推定的沉降稳定时间与实际稳定时间较一致,其精度主要由固结系数的试验应力与实际土体中应力的误差所控制.     

改进的最小二乘法计算固结系数

目前计算固结系数常用的方法是时间对数法和平方根法,这两种方法属于作图法,同时这两种方法仅利用了试样固结试验中沉降量与时间关系曲线中较少的数据,人为因素影响较大,确定固结系数有一定误差,因此,如果利用固结过程中的实测数据直接求出固结系数将会是一种较好的计算方式。针对这种情况,采用工程上通用的最小二乘法,通过公式推导,改进边界条件,得出了实测数据与固结系数的关系公式,并用Matlab编程得到了固结系数的求解过程,由于采用计算机运算,从而避免了对固结初始值的依赖,减少人为因素的影响。计算结果表明,计算公式计算效果良好,有效的减少了计算中的误差。     

剩余沉降及卸载时间的推算研究

在堆截预压地基处理工程中,有多种推算最终沉降量的方法,却没有理论公式可直接计算在给定的卸载沉降速率时所对应的剩余主固结沉降量和卸载时间。而工后沉降(包括剩余主固结沉降和次固结沉降)和沉降速率是卸载的重要标准,次固结沉降可估算在一定范围之内,工后沉降满足要求与否则主要由剩余主固结沉降所控制。在Asaoka法中,可推算出堆载预压任意时间时的沉降速率。运用沉降速率和剩余主固结沉降的关系,可推算出任意时间的主固结剩余沉降及卸载时间的理论公式,称之为“速率法”。沉降速率的对数和堆载预压时间又成线形关系,从而由图解法也可确定卸载时间。此方法在深港西部通道填海及地基处理工程中得到很好的应用,具有较高的推广和应用价值。     

改进的遗传算法求解固结系数

基于太沙基一维固结理论,根据遗传算法原理,推导了固结系数与固结时间的参数关系,为固结系数的求解提供了一种计算方法。该法避免了图解法的缺陷,消除了时间对数法等计算方法由于需要确定沉降初始值的误差影响。求解中根据生物进化原理,便于计算机数据处理。通过与现有方法比较,发现该方法准确、可靠和简便,可有效消除人为因素，而取得较好的计算结果。     

浙江近海软黏土次固结系数研究及应用

我国室内固结试验中把次固结沉降曲线作为线性处理,然而,大量的实验数据证明,测定周期的不同次固结曲线呈非线性特征,故次固结系数为变数。通过我国近海典型海相软黏土——浙江平阳港次固结试验为验证实例,提出一种适用于工程的分级加载、延时校正及保持试样结构原状的土工快速测试法。对工程中试验曲线分析及研究表明:我国近海区域软黏土次固结系数与固结压力、压缩指数以及测试时间存在着一定的相关性,次固结系数与固结压力变化呈先增、后降、趋稳的现象,次固结系数峰值与土体深度等有关,C_a/C_c比值为常数。实验中所得到的经验值可作为邻近工程固结沉降量预估,所创方法为填补国家标准规范次固结试验的空白提供有益参考。     

堆石坝黏土心墙应力变形的总应力法计算

 提出一种近似考虑固结程度的总应力法算法,其计算参数通过非饱和心墙料的固结不排水试验确定。该总应力法可以近似计算出固结变形,从机制上更接近实际。通过双江口堆石坝掺砾黏土心墙试验与计算,并与现有的总应力法计算结果比较,验证该总应力法算法的可行性。     

Large scale soft ground consolidation using electrokinetic geosynthetics

Field test of electro-osmotic consolidation with area of 800 square meters was carried out using electrokinetic geosynthetics (EKG). By introducing this field test, new concepts and solutions of difficulties in large scale application of electro-osmosis is introduced. Strategies of building smart DC power source to meet the large current intensity requirement of electro-osmosis are introduced. Roll polling program is a key program for the control system of smart DC power source. It reduces the requirement of current intensity to 1/3; it also decreases the energy consumption to less than 1 kW·h/m³. Design method for electro-osmotic consolidation is demonstrated while designing a field test. It is based on the energy level gradient theory. Design includes power estimation, wires and cables configuration, treatment time estimation and settlement estimation. The field test show that large scale application of electro-osmotic consolidation is feasible with acceptable power requirement and energy consumption. Electro-osmosis can accelerate consolidation and achieve better consolidation effect.     

干振碎石桩加普夯加固近海新近沉积和冲填软土地基

根据原位和土工实验的结果,推荐了一种新的加固方法——干振碎石桩加普夯法,该法不仅可解决振冲桩施工条件差的问题,还可提高作业效率和质量,而且通过普夯可有效地加速表层冲填土的固结,具有较好的技术经济效果。     

循环荷载作用下软土的一维固结分析

利用受恒载作用下多层地基的一维线性固结问题的解析解,给出了受循环荷载作用下单层地基考虑压缩性变化的一维固结问题的解答。单层地基被平均划分为n层,并把固结时间和荷载也相应的划分为相同的等份,这样在每一微小的时间段内土层的一维固结问题可以处理为恒载线性问题。每一层土体的压缩、回弹状态可以根据该层的有效应力加以判断,通过选择不同的压缩系数并利用现有的多层地基土的固结理论进行分析。编制了相应的计算程序,与不考虑压缩性变化的解析解进行了比较。在证明了该方法的可靠性的基础上,分析了土体受循环荷载作用下的一维固结性状,最后给出了一个工程计算实例。     

初始剪应力对外海回填土壤动态特性之影响

采用云林离岛工业区外海料源区土壤为试验用砂,考虑现有回填地之土壤条件,采用湿捣法制试样,探讨不同相对密度、有效围压应力及固结应力比等因素,进行一系列共振柱试验,以评估回填土於初始剪应力作用下之土动态特性。由试验结果分析得知,回填土壤之剪切模量有随固结应力比与有效围压应力之增加而增加之趋势,而最大剪切模量( Gmax) 亦随固结应力比与有效围压应力之增加而增加,同时不受初始相对密度不同之影响。另回填土壤因固结应力比所引致之最大剪切模量增量远大于孔隙变化所引致之增量。但固结应力比与有效围压应力对阻尼比之影响则较不明显。同时本研究在Hardin 与Richart(1963) 所建议之评估方式基础上进行修正,对云林外海土壤建立非等向压密条件下,最大剪切模量与不同剪应变所对应之剪切模式经验公式,可提供回填造地设计、施工及抗震分析之参考     

Geotechnical Hybrid Simulation System for One-Dimensional Consolidation Analysis

A system for a hybrid consolidation simulation was developed to predict more realistically the nonlinear behavior of the consolidation settlement of soft clay, including a large strain consolidation problem. The hybrid simulation method can introduce the mechanical behavior of the soils directly by combining numerical analysis and the soil element test in an online state. In this paper, a fundamental study to apply the hybrid simulation method to the consolidation settlement problem, a basic concept, and the corresponding algorithm and components are presented. Furthermore, using preconsolidated Kaolinite clays, verification studies were also conducted in the laboratory to verify the operational performance and data reliability of the system. On the basis of the test results, we concluded that the new consolidation analysis system using the hybrid simulation concept provided an adequate performance in the reproduction of the consolidation behavior of preconsolidated Kaolinite clays in the aspect of the dissipation of excess pore water pressure and corresponding consolidation settlement.     

Method for calculating horizontal drain induced non-linear and large strain degree of consolidation

Consolidating dredged clay slurries using a combination of vacuum pressure and prefabricated horizontal drains (PHDs) is widely used in practice. This is a large strain problem, but there is no existing large strain theory for PHD induced consolidation. A method with explicit equations has been proposed to consider both mechanical and geometrical non-linearities in analyzing PHD induced consolidation. The method considers stepwise variation of properties using imaginary time concept. An imaginary time is determined by the condition of continuity of degree of consolidation before and after changing the properties. Then the method was applied to analyze a large scale model test of vacuum consolidation with PHD. Two analyses were conducted. One considered both the mechanical and geometrical non-linearity (large strain), and another only considered mechanical non-linearity (small strain). The results of large strain analysis agree with the measured settlement curve and excess pore pressures well. While the small strain analysis under-estimated the rate of consolidation significantly. The results from this study indicate that for analyzing PHD induced consolidation of clay slurries considering the effect of large strain is important, and the proposed method can be a useful design tool.     

强夯后地基土变形模量与承载力的反演计算

通过建立反分析模型,提出强夯后地基土变形模量的确定方法,即可根据计算所得的夯沉量随变形模量变化的关系曲线,运用单值反分析法,以达到夯实效果时的单击夯沉量来确定,进而结合载荷实验的基本理论,按相对沉降法预测夯后地基土的容许承载力。大量反演计算实例表明,所得结果精度满足工程要求,可靠性也较高,为预测强夯加固效果、检验原设计的合理性和改进强夯设计方案提供了一种新的分析途径。