远洋吹填珊瑚砂岛礁机场建造关键技术研究与应用

远洋吹填珊瑚砂岛礁机场建造关键技术研究与应用依托于马尔代夫维拉纳国际机场改扩建工程,形成了开敞式无围堰珊瑚砂岛礁吹填技术、远洋岛礁地貌条件下新吹填陆域护岸工程技术、机场跑道吹填珊瑚砂地基处理及变形控制技术、机场跑道水泥稳定基层珊瑚砂砾应用技术等四项关键技术,实现了远洋珊瑚砂吹填岛礁机场的高效建造,为同类珊瑚砂地质条件下岛礁机场建造工程提供了可供借鉴的工程案例.     

基于原位测试的珊瑚礁砂地基强度与变形参数关系初探

珊瑚礁砂物理力学性质与硅质砂有明显的区别,而现有的地基强度与变形参数经验关系均是基于硅质砂建立的,不适用于珊瑚礁砂地基,无法在珊瑚岛礁建设过程中直接使用。依托海南某工程项目,在珊瑚礁砂地基上进行了大量重型圆锥动力触探、平板载荷和标准贯入试验,基于原位测试数据,探讨建立适用于海南某岛礁珊瑚砂的重型圆锥动力触探击数(N_(63.5))与地基变形模量(E_0)、标准贯入试验锤击数(N)的经验关系,为今后海洋岛礁建设的地基处理设计与验收提供参考。     

中国南海吹填岛礁原状钙质砂蠕变特征初探

南海岛礁吹填工程是我国的战略性工程,岛礁顶部的吹填陆域主要由珊瑚钙质砂组成。已有的研究表明,珊瑚钙质砂在恒定荷载长期作用下会产生蠕变变形。作为各种岛礁结构物的地基材料的钙质砂,其长期蠕变行为会对岛礁结构物的长期沉降变形产生影响。因此,研究南海岛礁珊瑚钙质砂的长期蠕变特征具有重要的工程意义。对取自我国南海某岛礁的原状级配珊瑚钙质砂开展了室内饱和三轴排水蠕变试验(围压100 kPa),研究其长期蠕变特征。试验结果表明,珊瑚钙质砂的蠕变为衰减型稳态蠕变,不同应力条件下的蠕变–时间曲线在双对数坐标中均为直线,可以采用幂函数进行描述;且同一密实程度的钙质砂在不同偏应力作用下蠕变直线族基本平行,直线斜率与偏应力量级无明显关系。钙质砂蠕变阶段的体积变化趋势受蠕变之前试样的体积收缩是否充分完成控制。研究发现Mesri蠕变数学模型可以很好地描述珊瑚钙质砂的应力–应变–时间关系,最终的蠕变变形和应力水平q/(σ1-σ3)f呈现出高度线性正相关关系。试验前后颗粒筛分发现,低围压下钙质砂蠕变过程中颗粒破碎极不明显,表明珊瑚钙质砂在低围压条件下其蠕变变形主要是由颗粒间滑移、错动、重排列引起。     

吹填珊瑚砂场地高层建筑复合地基工程实践与沉降估算

针对马尔代夫胡鲁马累岛礁灰岩吹填珊瑚砂场地7000套16栋25层高层社会保障性住房项目,基于珊瑚砂(钙质砂)及礁灰岩的工程特性,首次提出采用素混凝土桩复合地基处理方案,探究并改进长螺旋钻孔压灌混凝土成桩工艺,其工程实践成效为单桩静荷载试验与单桩复合地基静荷载试验以及建筑物沉降监测结果所验证。根据建筑物沉降监测结果,对比分析《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2012)和《高层建筑岩土工程勘察标准》(JGJ/T 72—2017)中复合地基沉降计算方法,并进行有限元分析验证。分析结果表明：后者计算结果较符合该工程实际,且规避前者在吹填珊瑚砂地基压缩模量较难准确取值的问题;此外,在类似重大工程项目中,可采用基于载荷试验反演计算参数的有限元法对规范法沉降计算结果进行校验,以优化工程设计。     

珊瑚混合土地基承载力特性评价

"一带一路"战略的实施,工程建设将越来越多的涉及到珊瑚砂地基,而国内有关勘察地基设计规范中,尚未列出珊瑚礁类岩土,国内外学者对珊瑚砂地基特性特别是地基承载力的现场试验研究也不多。珊瑚礁经人工扰动后,形成粗细粒土混杂的混合土地基,珊瑚混合土地基工程特性的评价没有可供借鉴的实例和资料。通过现场载荷板试验与动力触探的对比分析,得到了荷载板合理影响深度,动探击数与珊瑚混合土地基承载力具有良好的相关性,并通过分析得到动探击数与地基承载力、动探击数与变形模量的经验公式,对类似工程及科研具有一定的参考价值。     

开敞式无围堰珊瑚砂岛礁吹填施工技术

开敞式无围堰珊瑚砂岛礁吹填施工不修建临时围堰,直接吹填珊瑚砂,该工艺排水路径短,通过合理损失一部分粉细珊瑚砂,避免细颗粒累积,有效降低吹填体含泥量。通过在马尔代夫机场岛工程中应用无围堰珊瑚砂岛礁吹填施工技术,总结施工工艺流程、挖泥船选型原则、吹填工效控制措施、地基处理技术等。该工艺海上作业量少,安全环保,工程风险与成本低。     

吹填珊瑚砂机场跑道地基处理方法研究

马尔代夫维拉纳国际机场改扩建工程飞行区场地采用吹填珊瑚砂填海造陆而成。根据珊瑚砂工程特性和飞行区地基受力特性,确定了地基处理方法和处理深度。通过地基处理小区试验,确定了地基处理施工工艺和参数,形成了吹填珊瑚砂机场跑道地基处理技术和检测方法。     

K0固结珊瑚砂的应力-应变模型及变形参数研究

珊瑚砂作为岛礁吹填地基的填料，在填筑期的应力路径具有K₀固结的特点。利用三轴试验系统对不同初始相对密度的珊瑚砂进行了一系列的K₀固结试验，研究了珊瑚砂的应力–应变特性，测试了珊瑚砂的K₀系数和颗粒破碎率。基于广义虎克定律，建立了幂函数形式的非线性弹性模型来描述K₀固结珊瑚砂的应力–应变关系，提出了变形参数的函数表达式，并将模型计算结果与试验曲线进行了对比。结果表明：K₀固结珊瑚砂的应力-应变关系可用幂函数表示。随着轴向有效应力的增加，K₀减小，颗粒破碎率增大。在相同的轴向有效应力条件下，珊瑚砂的初始相对密度越小，K₀越大，颗粒破碎率越高。在K₀状态下，随着轴向有效应力的增加，珊瑚砂的切线模量增加，切线泊松比减小。珊瑚砂的初始相对密度越大，相同轴向有效应力下的切线模量越大，切线泊松比越小。幂函数模型合理地预测了一定应力范围内K₀固结珊瑚砂的应力–应变关系，模型及变形参数反映了K₀     

吹填珊瑚砂压缩特性和地基处理与变形控制技术

依托印度洋马尔代夫维拉纳国际机场改扩建工程,通过室内试验和原位沉降监测揭示了珊瑚砂地基的压缩特性和长期沉降变形规律、机理及影响因素,提出珊瑚砂地层长期沉降计算公式和参数确定方法。指出可以采用重型动力触探指标用于地基处理深度检测,原位干密度测试指标用于地基处理质量控制。最后阐明珊瑚砂地层沉降变形的分类和工后沉降组成,形成机场跑道吹填珊瑚砂地基处理与变形控制技术体系。     

细粒含量对岛礁吹填珊瑚砂最大动剪切模量影响的试验研究

岛礁工程现场调查资料表明,吹填地层中部分区域的珊瑚砂颗粒级配曲线分布较宽,其粒组是由粗、细颗粒混合构成,比例也不尽相同.南海位于我国地震多发、频发海域,掌握珊瑚砂的动力特性对于开展岛礁场地地震反应分析就显得尤其重要.针对取自南海某岛礁的珊瑚砂-细粒混合物,开展一系列共振柱试验,探明密实度、固结压力和细粒含量对吹填珊瑚砂...     

沙漠地区地基处理方法及影响范围研究

通过对沙漠地区采用的强夯法、振冲密实法进行地基处理的介绍,并结合静载荷试验、瑞雷面波测试、动力触探及标准贯入试验,分析了不同处理方法的地基承载力、压缩模量及处理影响深度的变化,通过对比试验,得出不同的处理方法的优缺点,为沙漠地区地基处理施工及设计优化提供了有效的参数。     

强夯加固吹填砂地基试验研究

通过对某填海工程吹填砂地基进行强夯处理的现场试验,对夯坑沉降及夯点周围地表变形、场地平均沉降量、孔压的增长和消散、强夯振动等进行监测,然后采用载荷试验,重型动力触探(N63.5)、标准贯入、瑞利波波速测试等原位测试方法对地基的加固效果进行评价,在此基础上,给出了地基强夯参数,以供指导施工。通过试验研究可以了解强夯对提高吹填砂地基承载力的效果、孔隙水的响应规律、地基的振动影响等,有利于揭示强夯加固砂地基的特性,为我国沿海地区的"填海造地"工程提供了经济有效的地基处理方法和经验。     

珊瑚礁地基的工程性状研究

珊瑚礁类岩土是一种特殊的工程岩土,珊瑚礁岩不同于土,受压对变形不是颗粒的重新排列;也不同于一般岩石,一般岩石以弹性变形为主,珊瑚岩变形的重要组成之一是空隙的脆性压实。本文依托沙特某电厂工程实例,通过常规勘察、划分土层及静载试验阐述了珊瑚礁岩的工程特性,特别是地基承载力问题。珊瑚礁岩属非均质地基,高承载力伴随着不均匀性。同时,由于目前勘察研究较少,尚没有列入国家规范,其工程特性有待更进一步探讨。     

珊瑚岛礁场地非线性地震反应特征分析

南海珊瑚岛礁的地震安全问题是一个亟需解决的基础性科学问题。以某南海珊瑚岛礁为研究对象,开展了16组饱和珊瑚砂试样的动三轴试验,发现采用修正Matasovic本构模型描述珊瑚砂的动剪切模量折减和阻尼比增长特性是适宜的,并给出了相应的模型参数。详细考虑岛礁场地的工程地质特性和珊瑚砂的动力非线性特性、自由场非均匀网格划分和人工边界条件,尤其强调了土体应力–应变滞回曲线的不规则加卸载准则,建立珊瑚砂岛礁场地的二维非线性地震反应分析模型,分析了珊瑚岛礁场地峰值加速度放大系数的空间变异特征、地表加速度反应谱的谱形与持时特征。结果表明:①峰值加速度随场地高程的增加总体上呈增大的趋势,10 m以浅放大效应显著,灰沙岛和港池区域尤为显著;②基岩输入地震动频谱特性对珊瑚岛礁地表谱加速度的谱形影响显著,地表谱加速度在周期小于0.7 s部分的反应非常显著。③地表地震动持时较之输入地震动持时均有所减小,地形地貌特征对地表地震动持时有一定程度的影响。该研究结果对南海类似珊瑚砂岛礁军事和民事功能设施的抗震分析具有借鉴意义。     

无填料振冲桩在榆林科技馆细砂地基中的应用

根据地基处理技术规范,无填料振冲桩较好适用于中砂、粗砂地基,对于细砂地基无明确说明。本工程基于建筑场地实际情况,充分利用当地现有资源及原有工程经验,通过地基方案的比较,对细砂地基采用无填料振冲砂桩进行处理,仅利用砂土自身颗粒的重新排列、挤密,使土体达到设计要求。无填料振冲加密地基承载力特征值通过现场载荷试验进行测试。加密深度内土层的压缩模量通过原位标准贯入试验进行测试。测试结果表明:用无填料振冲挤桩处理细砂地基,能满足设计要求,地基效果良好。     

强夯法加固风成砂地基的试验研究

结合8000 kN·m能级强夯加固风成砂地基工程实例,通过现场变形监测、标准贯入和深层载荷试验等检测手段,研究了强夯加固风成砂地基的深层土体变形规律、强夯的有效加固深度及加固效果,对比分析了收锤标准对风成砂地基土体变形、有效加固深度和地基承载力的影响.     

强夯碎石桩加固地基的试验研究及工程应用

鉴于用普通强夯法加固饱和粉土、淤泥质粉土地基时功效低的现状 ,在分析强夯加固机理及特点的基础上 ,提出了用强夯碎石桩加固地基的方法 ,现场试验区强夯碎石桩复合地基的测试及荷载试验表明 ,该法不仅大幅度提高了饱和粉土地基承载能力和变形模量 ,而且扩大了强夯法的有效影响深度 ,消除了下卧砂层的液化特性 ,该法的工程应用结果表明 ,地基加固效果非常显著     

低能级强夯与CFG桩联合处理地基的应用

本工程因建成后地面承载力要求较高,天然地基难以满足要求,且部分地区属于回填土,因此在进行独立柱基CFG桩地基处理前,需先对整个场地进行强夯处理密实加固。经过联合处理,并结合静载试验、动力触探试验、标准贯入试验、低应变试验等原位测试数据对试验结果进行了分析总结,为工程建设中地基处理提供了新的思路和经验。     

粉喷桩单桩与多桩复合地基载荷试验对比分析

对比分析了在同一个粉喷桩复合地基工程场地进行的单桩、两桩和四桩复合地基载荷试验资料 ,揭示了由复合地基载荷试验获得的复合地基承载力基本值、沉降量、变形模量与其对应复合地基载荷试验中桩数之间的关系。     

花岗岩残积砂质粘性土强度与变形特征

花岗岩残积砂质粘性土具有特殊的工程特性,作为地基持力层,其承载力和变形指标的确定存在不小难度。本文通过对厦门地区的花岗岩残积砂质粘性土现场载荷试验、旁压试验与标准贯入试验成果进行分析,并就承载力和变形模量进行了探讨,提出了确定花岗岩残积砂质粘性土地基土承载力和变形模量的方法。