鄱阳湖区深厚湖相沉积软土工程特性研究

在鄱阳湖、洞庭湖、长江及黄河沿岸、澳大利亚东北海岸、东南亚和哥伦比亚波哥大等地都均大面积湖相沉积软土。该类软土具有空间变异性大、含水率高、天然孔隙率高、压缩性大、厚度变化大、强度低等特点。为了解鄱阳湖区湖相软土的岩土特性,进行了1 500多项试验,包括矿物成分、固体颗粒密度等物理试验;以及力学试验,如GDS压缩试验、十字板剪切、三轴试验和静力触探试验等。试验结果表明,鄱阳湖区软土的含水率为40.16%,湖相软土的塑限、塑性指数、孔隙比、压缩系数与含水率呈正相关,液性指数、密度、压缩模量与含水量呈负相关;湖相软土分层性特点明显,深层软土的抗剪强度甚至小于浅表部的软土抗剪强度。此外,还提出了孔隙比与压缩模量、黏聚力与内摩擦角等之间的关系。研究成果可为软土地区工程参数取值提供了依据。     

东海大桥海上风电项目二期工程场地工程地质研究

为了评价东海大桥海上风电项目二期工程场地稳定性,通过对比分析场地内两类沉积区:正常沉积物和古河道分布区的土体物理力学性质。本研究采用标贯和静力触探等原位测试手段和物理性质、固结特性、抗剪强度特性等室内试验手段。试验研究结果表明沉积环境直接影响土层的颗粒级配及组分,颗粒级配又决定了土层的物理力学性质:上层粘性土表现为含水量高,密度低,孔隙比大,粘聚力大,内摩擦角小;下层砂质土表现为含水量低,密度高,孔隙比小,粘聚力小,内摩擦角大。海底表层的水动力作用以及粘性土与砂质土分层界面的侵蚀作用导致土层呈现出超固结现象,对土体的物理性质也有部分影响。     

综合勘察方法在广东某电厂软土地基处理的应用

广东某电厂场地上部分布有较厚的软土,具有高含水量、高孔隙比、高压缩性、低承载力、低抗剪强度、低渗透系数等"三高三低"的特征,需采取地基处理方式进行加固。笔者通过分析统计室内土工试验结果,并结合勘察期间所采取的多种原位测试试验成果,为场地软土地基处理沉降的计算和后期地基处理效果的检测提供了有效而准确的岩土层参数,经项目软基处理效果的检验,依据综合勘察手段获取的软土参数准确有效。该成果可为同类的工程项目建设提供经验和借鉴。     

四川红层区软基工程地质特性分析

四川红层区软基是一种特殊的土类,具有独特的工程地质特性。本文以四川某红层机场为例,利用钻孔资料、相关实验数据,及线性回归方法,系统地分析了四川红层软基的物理力学性质及相互间的线性关系,并结合另外两处川内红层机场,与沿海地区软土进行对比。结果表明:四川红层软基厚度较小、横向变化大;含水率、孔隙比与沿海地区软土相比偏小而抗剪强度则偏高;压缩性中等,灵敏度低;塑性指数与液限以及含水率与孔隙比、液限、压缩系数均存在较好的线性关系,同时含水率对黏聚力、内摩擦角也存在显著影响。     

土工格栅在围堤软土地基处理中的应用

软土地基具有天然含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低等不良特性,冲填土层和淤泥质土层分布厚度大,采用土工格栅进行地基处理,既可使基础荷载通过垫层产生应力扩散、均化地基应力、减少不均匀沉降、约束地基的侧向变形、提高地基承载力和稳定性,又能缩短工期、节省投资,在围堤工程中得到广泛应用。     

广州南沙小虎岛围堤软土工程危害与处理对策

软土作为堤防地基,存在沉降变形、抗滑稳定性差和震陷等工程危害,根据小虎岛围堤的具体情况和软土分布情况,采取如下处理措施:对于老堤改建堤段,在临水侧采用抛石护脚,背水侧采用塑料排水板固结法进行软土层加固处理;对于新建堤防,根据软土层厚度的不同,分别采用块石置换法和水泥土搅拌桩法处理软土地基;对于闸基软土层,根据其厚度不同,分别采用水泥土搅拌桩复合地基或混凝土预制桩地基。     

珠三角软土原位测试的工程实践及成果应用效果分析

为了扩大原位测试技术在珠三角软土工程中的应用和验证用十字板剪切试验推算软土的抗剪强度指标计算方法的可行性,以珠海某软土填方边坡和广州南沙某基坑工程中软土原位测试与工程应用为例,开展了原位测试结果与室内指标的对比分析和成果应用效果分析。结果表明:原位测试能较好地反映软土的实际状态,用十字板剪切试验推算的软土抗剪强度参数值大于室内土工试验得到的参数值;在珠三角地区用《港口工程地基规范》( JTS 147-1—2010)中附录J方法推算得到的软土的黏聚力偏大,超出经验范围值,所以尚不宜直接用于工程设计。建议进一步对原位测试数据的应用开展相关理论研究,以扩大应用范围。     

房屋建筑工程软地基处理的对策

正一、房屋建筑工程软地基的特点分析软地基主要指承载能力较低、抗剪强度低、渗透性差的一种饱和粘土地基。软土的天然空隙比大于1.0,它是处于软塑到流塑状态的。其中软地基的特点主要有以下几个方面:(一)天然含水量较高、空隙比大。软土地基主要是由软土层构成的,而软土层通常情况下含水量在34%~72%之间,空隙比处于1.0~1.9范围内。(二)承载能力低。软土地基的通常承载能力是20kPa~100kPa,而这个承载级数是远远不能满足高层房屋建筑所需的安全承载级数的。(三)具有易触变的特点。软土地基的土质分布不均匀,土质有些容易涣散,一旦受到外界的重压或碰触,土质的强度就会有显著的下降,有时还会出现土的流动情况,例如常见的地基不稳的情况。     

海堤软土地基主要处理方法的技术经济分析

浙江沿海多为高含水量、孔隙比大、透水性差的淤泥及淤泥质黏土软土地基,地基承载力及抗剪强度低、地质条件差。软土地基处理是海堤的技术难题,对海堤的稳定安全性至关重要;目前,软基处理方法主要有塑料排水插板法和爆炸置换法。各方法互有利弊,具体工程设计时应进行多方案技术经济分析,择优确定软基处理方案。     

软土地基闸基桩的计算简化和应用

软土地基是由淤泥、淤泥质土、软粘土、粉砂、极细砂、细砂等土层组成,它具有承载力小、压缩量大、抗剪强度低、流塑性高的特点。因此,软基建闸常采用钻孔桩(又称井柱桩)作基础。最近,在天津滨海相软土地基上建成的海河二道闸工程枢纽,即是桩基闸典型的一例。     

广州市南沙区软土物理力学指标统计分析

根据广州市南沙区实际工程中收集到的共计299组软土试验成果,针对软土不同含水率区间,对南沙区软土基本物理力学指标进行了分区统计和分析,给出了软土强度指标、变形指标与含水率的关系,并与珠海横琴新区软土的相关力学特性进行了对比分析。结果表明:在相同含水率情况下,横琴新区软土压缩模量、直接快剪黏聚力、直接快剪内摩擦角等指标均低于南沙区软土指标,横琴新区软土指标相对更差;随含水率的增加,南沙区与横琴新区软土的压缩模量、直接快剪黏聚力呈较一致的递减趋势;直接快剪内摩擦角呈不同的变化趋势,南沙区软土直接快剪内摩擦角呈上下波动的趋势,无明显增减规律,横琴新区软土直接快剪内摩擦角指标呈递减趋势。研究结果给出了不同含水率区间软土指标的统计范围,可供南沙区及横琴新区的软土工程设计与施工参考或借鉴。     

南沙港淤泥固化前后物理力学性能和微观结构变化

为找出广州南沙港某油罐仓储区工程淤泥加固时固化剂的最优配比,取该工程区典型淤泥,以水泥、石灰、石膏、水玻璃和减水剂作为固化剂,对淤泥进行加固试验研究,以无侧限抗压强度来检验加固效果,找到最佳的固化剂掺量,并进行固化淤泥与原状淤泥力学性能和微观结构变化的对比研究。试验结果表明,水泥、减水剂、水玻璃、石膏和石灰掺量分别为20%,1.5%,10%,6%和16%时淤泥的固化效果最佳;影响固化土强度的5个因素中,水泥掺量影响最大,石膏掺量影响最小。相比原状土样,最优配比固化淤泥试样的渗透系数和孔隙率分别减小81.0%和59.8%,三轴不固结不排水试验的黏聚力和内摩擦角分别是原状土样的3.8和4.9倍,固化淤泥的物理力学性能得到明显改善。     

软土变形指标与初始孔隙率的相关性分析

根据上海地区不同土层软土的一维和等向固结试验,得到一维固结下压缩指数C_c和回弹指数C_s与修正剑桥模型参数λ和κ之间的关系。鉴于室内试验耗时过长,而通过土样的基本物理指标(天然含水率w_n、孔隙比e₀、液限w_L和塑性指数I_p)来推算压缩指数和回弹指数是一个快捷有效的方式,对比发现土的变形指标与基本物理指标间存在一定的相关性。结果表明:C_c/n₀与C_c,C′_s/n₀与三轴试验各向同性固结下得到的C′_s之间存在较好的线性关系,并给出了对应的关系式。由此,上海地区软土的变形指标可通过初始孔隙率来估算。在已有试验数据的基础上,总结分析我国沿海多个地区(广州、天津、深圳、温州、福州等)压缩指数试验数据,发现沿海地区软土压缩指数与初始孔隙率之间均存在较好的线性关系,并给出了对应的关系式。     

电测式十字板剪切试验在软土地基中的应用

以广州市南沙开发区某道路工程地基堆载后的软土为例,介绍了十字板剪切试验在软土地基中的应用,通过现场取样对软土进行十字板剪切试验进行分析,可有效用于控制施工速率及检验地基加固程度。经施工验证,十字板剪切试验是成功有效的。     

深厚覆盖层特性变化对沥青混凝土心墙坝动力反应影响研究

在我国西部强震区修建的沥青混凝土心墙坝大多建于深厚覆盖层上,深厚覆盖层的存在明显改变了覆盖层底部传入到坝体的地震动特性。考虑了覆盖层厚度、土体动力特性参数和土层结构型式等因素的变化,建立二维有限元计算模型,基于一致输入方法分析了覆盖层对沥青心墙坝动力反应的影响规律。结果表明：沥青心墙顶部加速度放大系数并非随覆盖层厚度增加而逐渐增大,而是存在一个临界厚度,超过此厚度时,加速度放大系数有所降低;同一厚度下覆盖层土体动剪切模量增加,则沥青心墙顶部加速度放大系数增大,随着饱和程度的增加,其加速度放大系数先增大后减小;覆盖层土体软弱细砂层的耗能作用使得覆盖层顶部加速度放大系数降低率达31.7%。     

饱和软黏土应变累积特性及经验模型

为了更加真实地描述地基饱和软黏土在长期交通循环荷载作用下的永久变形特性,借助GDS变围压动三轴试验系统对温州饱和软黏土开展了一系列恒定围压应力路径(CCP)以及变围压应力路径(VCP)下的部分排水循环加载试验,重点分析了循环动应力比(CSR)、应力路径(α)及其长度(L)对饱和软黏土永久轴向应变的影响。试验结果表明:在给定的循环次数(N)下,永久轴向应变随着CSR的增大和α的减小而增大,可分别采用指数函数和对数函数描述永久轴向应变与CSR和α之间的关系。基于试样经历10 000次循环后的永久轴向应变,通过归一化处理发现归一化永久轴向应变(ε^p_{a,10 000}/ε^p,CCP_{a,10 000})与归一化应力路径长度(L/L_CCP)和归一化平均主应力幅值(p^ampl/p^ampl_CCP)之间分别呈对数和线性关系且与CSR无关。进一步构建了考虑CSR、α以及N综合影响的对数型经验模型并对不同应力路径下的永久轴向应变进行了预测,预测结果与实测值呈现出较好的一致性。     

河谷宽高比对高心墙坝黏土垫层剪切强度的影响

掺砾黏土高心墙堆石坝需要在心墙与坝基面接触部位设置纯黏土垫层, 以探讨心墙与坝基接触面处的应力状态和黏土垫层的剪切强度。三维有限元数值分析主要考虑了河谷宽高比的影响, 经计算得到心墙与坝基接触面处的应力分布, 并按莫尔-库伦强度准则评估黏土垫层的抗剪强度。结果表明, 心墙与岸坡接触面上剪应力和正应力大小随着坝高变化明显。正应力自坝顶向下大致呈线性增大, 在接近坝底附近达到最大值; 剪应力自坝顶向下先增后减, 最大值发生在坝底向上约1/5坝高处, 当岸坡角为45°左右时其值最大。根据抗剪强度准则, 心墙底面黏土垫层不会发生剪切破坏; 岸坡面中上部强度较低, 当岸坡角达到或超过45°时, 上部黏土垫层会发生剪切破坏。与对称河谷模型相比, 实际工程模型左岸岸坡中下部黏土垫层偏安全, 中上部以及右岸抗剪强度系数相近。据此, 给出了岸坡角45°临界值, 在岸坡坡角达到或超过45°的狭窄河谷中修建高心墙堆石坝时, 建议采取工程措施防止黏土垫层在相应部位发生大剪切变形以及剪切破坏。     

筋材-砂-黏土层状体系接触面剪切特性试验研究

以筋材-砂-黏土层状体系为研究对象, 采用界面剪切试验, 对筋材-黏土间夹砂层后改善筋土之间相互作用效果进行试验研究。借助直接剪切试验和拉拔试验, 通过改变砂层的粒度成分(粗砂和细砂)和砂层厚度(1～3 cm), 分析该层状体系的具体影响。试验结果表明, 尽管在筋材-黏土间夹砂层可有效提高界面的抗剪强度, 但在25~75 kPa法向应力下, 砂的组构(粗砂和细砂)和砂层厚度对该体系的影响都不明显。     

固化疏浚土宏-微观力学特性室内试验研究

以上海某沿海港域吹填场地的砂土和黏土为试验土料,通过掺入自制固化剂和WK-G1型固化剂在室内制备固化疏浚土试样,采用土力学直剪和压缩试验方法,着重分析了固化剂掺量和养护龄期对固化疏浚土试样抗剪强度与压缩变形特性的影响。此外,利用扫描电镜(Scanning Electron Microscope, SEM)从微观层面分析了固化疏浚土试样的结构特征,采用Image-Pro Plus(IPP)图像处理软件和自编MatLab程序,提取和分析与颗粒、孔隙及颗粒表面起伏相关的微观结构分维数,基于分形理论,探讨了固化过程中试样微观结构变化与宏观强度及变形特性的宏微观关联。试验结果表明:无论砂土还是黏土,试样压缩模量和抗剪强度均随固化剂掺量和养护龄期的增加呈现出非线性增长规律,在微观机制上,试样压缩模量和抗剪强度的提升与颗粒平均面积与平均半径的增加密切相关。