软土地区电渗加固锚索在基坑工程中的研究与应用

由于软土具有抗剪强度低、含水率高等特点,传统注浆锚索的锚固力一般很难达到设计要求,尤其是其渗透性差,使注浆浆液也很难在锚索周围扩散。针对这样的实际工程问题,本文针对锚索分别进行了电渗加固的室内试验研究和现场试验的应用。电渗加固法是一项涉及到多学科、多领域的加固方法,在加固过程中,由于直流电的作用使阳极周围土体密实,同时阳极腐蚀产生的氢氧化铁胶体对土体产生胶结作用,从而锚固力将得到大幅度的提高。电渗加固法相对于其他传统的加固法具有加固工期短、现场施工方便、成本低等优点,因此,这种加固方法对软土地区基坑工程锚索加固有很大意义。     

板土交界处裂隙发育与化学注浆时间对一维电渗固结的影响

通过一维电渗固结试验,研究了板土交界处裂缝(板土脱开)与注浆时间对软土电渗固结过程的影响。采用紧序注入CaCl_2溶液和Na_2SiO_3溶液的方式,进行注浆时间对照试验。基于沉淀或胶体和离子对电渗固结的综合效应,研究了电流、排水量、土样含水量与抗剪强度、裂缝与体缩,以及电渗能耗等随注浆时间的变化规律。结果表明:板土交界处裂隙(板土脱开)总是先于其他土体裂缝产生,板土脱开导致电流值的急剧减小是造成电渗效果下降的主要原因;一维电渗固结过程中存在板土交界处裂隙发展旺盛时间tcr,以tcr为表征指标确定最佳注浆时间,可达到最佳的电渗效益。为防止在土体中出现明显的含水量突变现象,应尽可能避免在1/3tcr时刻前注浆,在2/3tcr时刻注浆能够实现最佳电渗固结效果。     

钢管注浆填土的剪切强度特性

为了了解钢管注浆后土体的剪切强度特性,以湖南株洲某建筑项目场地填土为例,开展了刚性体植筋、渗透加固两类直剪试验并进行原位剪切。室内试验研究了钢管植筋及渗透注浆对土体抗剪强度的影响,试验表明在刚性体植筋能提高土体的最大抗剪力至1.29倍,渗透注浆下土体的抗剪强度幅度与水泥掺量成正比。当水泥掺量为6%时最大抗剪力提高约2倍;原位剪切试验表明注浆后填土的最大抗剪力最高能提高9倍。由此分析钢管注浆加固新近填土的机理,除了浆液渗透增强土体抗剪强度、浆液本身及与钢管形成的结石体在填土中增加了土体的抗剪性之外,浆液对填土中的塑料袋、碎石、块石等物质的胶结作用也能极大地提高土体的抗剪强度。     

无水卵石地层注浆加固模型试验研究

以乌鲁木齐市轨道交通1号线大西沟站~中营工站区间浅埋暗挖隧道工程为背景,对开挖过程中遇到的无水卵石地层超前注浆加固问题进行了研究。结合现场地质调查和土层分析,采用室内试验的方法对区间隧道比例模型进行了注浆试验,研究了浆液扩散规律及注浆后结石体形态。通过对比试验重点研究了该地层条件下注浆压力、注浆量、渗透系数、水灰比等注浆参数对浆液扩散半径的影响,揭示了无水卵石层渗透注浆加固机理,并为无水卵石层暗挖隧道超前注浆加固设计、施工提供了技术参考。     

预填骨料注浆混凝土电渗技术研究

研究了在预填骨料注浆混凝土制作当中运用电渗技术来解决预填骨料注浆混凝土在施工中大水灰比的要求与使用中小水灰比要求的矛盾,并目对电渗技术进行了进-步的完善,提出了二次电渗的试验方案.再对-次电渗技术与二次电渗技术比较分析得出二次电渗技术的优越性.     

不同材质锚杆体加固石窟围岩的适用性研究

对玻璃钢锚杆、中空注浆锚杆等加固石窟危岩的适用性在世界文化遗产地——云冈石窟进行了试验研究,试验结果表明,玻璃钢锚杆适用于倾倒式片状危岩加固,中空注浆锚杆适合边注浆边钻进的破碎岩层加固,对于石窟危岩体加固,锚杆的支护作用并非是单一的,还与岩土体条件、浆体条件密切相关,必须多种作用共同协调才能发挥出高的锚固性能。     

鹿山隧道浅埋段袖阀管注浆工艺性试验技术

袖阀管注浆工艺因对被加固的地层进行多点、定量、均衡的注浆加固,注浆体在地层中均匀分布,均匀渗透连接,大幅度提高了被加固地层段的整体稳定性,因此在隧道工程中得到广泛应用。本文结合鹿山隧道浅埋段袖阀管注浆工艺的实际应用,介绍袖阀管注浆工艺及试验技术,为后续注浆施工提供注浆参数,用于指导下一步现场注浆施工。     

分级真空预压联合间歇电渗法加固疏浚淤泥宏微观分析

为解决真空预压联合电渗法中的排水板淤堵及电渗能耗大的问题,提出分级真空预压联合间歇电渗法。通过4组室内模型试验,对土体加固过程中的排水量、土表沉降量进行监测,并评估试验后的土体加固效果,探究分级真空预压联合间歇电渗法对于真空预压联合电渗法在土体加固和淤堵效应方面的改进效果。此外,借助扫描电镜获得土体微观结构图片,并通过图像处理软件分析真空预压联合电渗法和分级真空预压联合间歇电渗法处理后土体孔隙特征的变化。试验结果表明:分级真空预压联合间歇电渗法中,分级施加真空压力的方式能缓解排水板淤堵;且间歇通电的方式能减小阳极腐蚀,增大土体电流来促进土体排水。与常规真空预压联合电渗法相比,分级真空预压联合间歇电渗法的排水量和十字板剪切强度分别增加13.2%和19.2%,土体含水率减小13.7%,改善效果十分显著。分级真空预压联合间歇电渗法处理后土体的表观孔隙率、孔隙数和平均孔隙面积更大,土体排水通道畅通有助于排水,且土体孔隙排列更有序,孔隙形态更复杂。     

阳极跟进作用下软黏土电渗固结室内试验研究

在等电势梯度的前提下,针对电渗法加固软黏土地基提出了阳极跟进技术,设计了8组电渗对比试验,对不同阳极跟进方案作用下电渗试验的电流、抗剪强度、排水量、含水率、pH值和土体电导率等指标进行了监测,分析了不同方案下的电渗加固效果。试验结果表明:采用阳极跟进技术时,第1次阳极跟进作用效果最为显著;在电流密度处于高位时进行阳极跟进会在一定程度上降低电渗效率,在电流密度处于低位时进行阳极跟进能够促进电渗作用;针对阴极区土体开展阳极跟进无法获得显著的加固效果。研究结果表明,阳极跟进技术能够降低电路中的阳极区电阻,有效提高电渗加固效果。     

化学电渗法加固软基位移场观测透明土模型试验

化学电渗法是通过电极添加化学溶液以提高电渗效率、增强加固效果的新技术。基于新型透明黏土材料和PIV技术,开展化学电渗法加固软基透明土模型试验,可视化观测土体内部位移场、排水量等变化规律;着重分析了电压梯度、电渗时长、以及化学溶液浓度等因素对软基加固效果的影响规律。研究结果表明:本文试验条件下,电压梯度每增大0.2V/cm,电流峰值平均增大35%,排水速率峰值平均增大30%;加入化学溶液能降低40%的有效电阻,试剂浓度每增大0.5 mol/L,排水速率峰值平均增幅为25%。     

土工格栅加筋土地基载荷试验的数值模拟

采用FALC^3D对土工格栅加筋土地基载荷试验进行了进一步的数值模拟分析。根据计算结果,针对原型试验中难以量测的试坑变形及筋土界面摩阻力分布特征进行了讨论。利用数值模拟技术的优势,求解加筋地基的应变场,研究了加筋地基的破坏模式。结果表明:在竖向荷载作用下,试坑会发生侧向位移,通过加筋能有效减小试坑的侧向位移;筋土界面摩阻力的分布与筋土之间的相对位移直接相关;加筋地基的破坏机构因筋材的存在而发生改变,“深基础”效应以及“扩散层”效应都是加筋地基的增强机理,但地基的破坏模式随筋材的布置形式改变而有所不同。     

间歇通电联合电极移动作用下电渗法加固滩涂淤泥试验研究

针对电渗法试验中出现的土体抗剪强度不足的问题,基于通电4h、断电30min为最优间歇比,依据试验时间来控制移动电极,展开了间歇通电联合电极移动作用下电渗法加固滩涂淤泥的室内试验研究,通过对比分析排水速率、电流、土样表面沉降等变化规律,研究电极移动时间对加固效果的影响.试验结果表明:间歇通电联合中期移动电极条件下的排水量...     

深基坑基底注浆加固效果数值模拟分析

采用高压旋喷注浆工艺对软土地区的基坑底部土体进行加固是保证深基坑施工安全与工程稳定常采用的方法。基于某地铁站监测数据,利用PLAXIS 2D软件建立了其数值计算模型并进行模型校核,对加固和未加固两种工况进行了数值模拟,对比分析了地连墙的位移和弯矩、地表沉降等开挖响应。研究表明,对软土地区基坑进行基底注浆加固,能有效减小地连墙的侧向变形和地表沉降。并针对加固区厚度、地连墙嵌入深度及刚度、软土层厚度4个参数进行了分析与讨论,优化了加固区的合理厚度、地连墙的合理嵌入深度,研究了基坑变形受地连墙刚度和软土层厚度影响的敏感性。     

地铁隧道高压喷射注浆技术试验研究

MJS工法是在旋喷机具中加入强制排浆管,通过强制排浆来保持地内压力,控制其对加固范围外土体的影响。但其外管直径较大,开孔会破坏管片主筋,无法直接应用到盾构地铁隧道内。因此,利用其强制排浆的特点,开发管径较小、对周围土体扰动小、可以在地铁盾构隧道内施工的旋喷设备。为验证改造后设备的效果,利用改造后的设备对特定的土层进行旋喷加固试验,在试验过程中使用单点位移计监测上覆土层隆沉情况,使用测斜孔监测试验过程中对周围土体的扰动情况,并采用静力触探来探测喷浆加固效果和加固范围。通过对喷浆加固效果和加固范围以及引起上覆及周围土体变形量的分析,为隧道内不均匀沉降段下卧土层喷浆加固提供借鉴和参考。     

土工袋加固砂性土质边坡模型试验与上限解

 通过模型试验比较有土工袋加固和无土工袋加固时边坡的破坏形态及承载力,验证土工袋对边坡的加固效果,并基于试验结果建立边坡的许可破坏模式及其速度场,利用极限分析上限法求解了边坡的极限高度上限解,利用模型试验结果对边坡极限高度进行验证。试验及计算结果均表明：边坡越陡,有土工袋加固较无土工袋加固时边坡的极限高度和承载力提高越大,表明土工袋加固效果越好。试验结果与计算结果基本吻合,表明该计算方法的可信性,可为边坡的稳定性设计问题提供理论依据。     

强风化岩质边坡滑坡治理及有限元分析

采用浅层压力灌浆法加固边坡,可以减少边坡的开挖和由此而带来的对环境的破坏;边坡经过灌浆法治理后,坡面无需进行传统的浆砌片石等防护,可保留原始坡表,从而易于进行生态建设和恢复。详细阐述采用压力灌浆法治理强风化岩质边坡滑坡的典型工程实例和加固效果的检测结果。借助弹塑性有限元分析方法,对比灌浆加固前后边坡岩土体的受力情况,由分析结果可知,压力灌浆后表层岩土体的物理力学性质得到改善,阻止边坡滑动机制的初期形成与发展,从而提高边坡的稳定性。     

碎石注浆桩承载特性试验研究

通过室内模型试验及现场试验,对碎石注浆桩这一新型桩基技术的承载性状、工作机理进行了试验研究。试验结果表明,与素混凝土灌注桩和预制混凝土桩相比,碎石注浆桩通过先投放碎石后进行注浆成桩的工艺,在注浆过程中胶结碎石成混凝土提高桩体强度的同时,水泥砂浆也胶结加固了桩侧和桩端土体,使得桩侧摩阻力和桩端阻力均得到显著提高。通过试验分别研究了注浆对桩侧摩阻力和桩端阻力的影响及荷载分担情况,得到了一些有益结论。试验也表明:泥浆护壁的成孔方式对桩体的承载性能有一定削弱作用,通过后注浆的工艺可得到改善。着重对试验方法和结果进行描述分析,得到的一些试验数据和结论可为深入研究碎石注浆桩的加固机理和计算方法提供依据。     

活性粉末混凝土抗冲击性能研究

 为验证新型遮弹材料钢纤维活性粉末混凝土(RPC)的抗冲击性能，利用自行研制的含纤维率为5%的RPC试件进行多组侵彻与接触爆炸试验。利用弹径分别为57与80 mm的半穿甲弹与钻地弹进行侵彻试验，2种实弹的着靶速度分别为300～600与800～900 m/s。通过将RPC试件的多组侵彻试验数据与利用经验公式计算所得半穿甲弹侵彻C30钢筋混凝土的深度以及钻地弹侵彻C30钢筋混凝土的试验数据进行对比分析可知，该RPC材料的抗侵彻性能是C30钢筋混凝土的2倍左右，同时验证用于计算RPC侵彻深度的理论公式的正确性，并分析了影响RPC抗冲击性能的因素。利用质量为0.5～3.0 kg的多组TNT炸药进行接触爆炸试验，通过将RPC试件的多组接触爆炸试验数据与利用经验公式计算所得的C30钢筋混凝土接触爆炸结果进行对比分析可知，该RPC材料的抗侵彻性能是C30钢筋混凝土的3倍左右，同时得到该RPC材料的爆炸压缩系数为0.042，填补了国防工程设计中的空白。     

An experimental evaluation of the behavior of footings on geosynthetic-reinforced sand

This research was performed to investigate the behavior of geosynthetic-reinforced sandy soil foundations and to study the effect of different parameters contributing to their performance using laboratory model tests. The parameters investigated in this study included top layer spacing, number of reinforcement layers, vertical spacing between layers, tensile modulus and type of geosynthetic reinforcement, embedment depth, and shape of footing. The effect of geosynthetic reinforcement on the vertical stress distribution in the sand and the strain distribution along the reinforcement were also investigated. The test results demonstrated the potential benefit of using geosynthetic-reinforced sand foundations. The test results also showed that the reinforcement configuration/layout has a very significant effect on the behavior of reinforced sand foundation. With two or more layers of reinforcement, the settlement can be reduced by 20% at all footing pressure levels. Sand reinforced by the composite of geogrid and geotextile performed better than those reinforced by geogrid or geotextile alone. The inclusion of reinforcement can redistribute the applied footing load to a more uniform pattern, hence reducing the stress concentration, which will result reduced settlement. Finally, the results of model tests were compared with the analytical solution developed by the authors in previous studies; and the analytical solution gave a good predication of the experimental results of footing on geosynthetic reinforced sand.     

桩端后压浆灌注桩长期承载性能试验研究

为研究后压浆灌注桩的长期工作性能,以银川北京路延伸及滨河黄河大桥为工程背景开展试桩静载试验,通过对比不同时间后压浆桩承载力的实测结果,并结合数值模拟结果进行对比分析,研究了后压浆灌注桩的长期承载性能及桩基阻力随时间的变化规律.结果 表明:桩端后压浆形成的水泥土加固体,其强度随时间的推移而增长,使桩端阻力进一步增强,桩端...