粘土质粉砂岩变形与强度时间效应的试验研究

我们曾经指出,岩石特性的时间因素,是与力学作用有关,两者相互依存,有作用力的存在,就内含时间因素的作用,因而才会有相应的应变响应。事实上,现有的研究表明,反复荷载下的疲劳曲线,与蠕变曲线很相似;而且与常规强度试验的屈服值有一定的关系。虽然这些关系还没有在理论上予以阐明,但却很引起人们的注意和探索。因为,如能找出一种明确的关系,则可用反复荷载来求出需要用很长时间才能求得的蠕变的长期强度。或者更方便地用常规强度试验的屈服值来求得,这将会取得很大的经济效益。正因为这样,在本课题的研究中,笔者利用曾在三三○工地进行的若干试验资料,对一般常规变形与强度试验中的时间效应     

深厚淤泥质粉质黏土河道生态护岸设计研究

江苏省苏州市吴江区水系连通及农村水系综合整治试点县工程中局部河段存在深厚淤泥质粉质黏土,该土层力学性能较差,对护岸稳定较为不利.工程位于长三角一体化示范区,为了避免传统河道护岸工程设计中存在硬质化严重、景观生态性差等缺点,本工程在保证护岸安全的前提下提出生态需求.通过对杉木桩护岸、仿木桩护岸与生态砌块挡墙等方案从安全稳...     

粉质黏土重粉质壤土基础渠道冻胀分析

总结分析了以粉质黏土重粉质壤土为基础的渠道 ,采用混凝土U形槽、混凝土预制板、塑膜土渠 3种衬砌方式的冻胀情况     

南水北调南阳二标段粉质粘土振冲碎石桩试验

南水北调南阳二标段十二里河梁式渡槽基础置于第四系粉质粘土、粉质壤土上,具有中等压缩性和弱膨胀性。为提高渡槽地基承载力,设计采用振冲碎石桩进行加固处理。通过振冲碎石桩试验方案的制定及实施,提出了在该地层中进行振冲加固地基的施工工艺流程、技术参数、质量控制效果检查,对类似工程具有一定的指导作用。     

淤泥质粉质黏土基础处理

在淤泥质粉质黏土基坑基础处理研究中需要综合各方面的制约条件而采取适宜的施工方案。如何有效掌握设备性能、适用条件以及单位产量的能耗大小、最优组合各种工艺,提高综合经济效益一直是困扰工程技术人员的重要难题。基于此,以湖北宜城水利工程泵站施工为研究背景,对淤泥质粉质黏土基坑基础处理进行研究,找出一套人员、设备与施工工艺最优组合模式,以期为后续类似淤泥质粉质黏土基坑基础处理的施工提供经验。     

考虑扰动效应的透水管桩地基土固结效果有限元分析

为探究考虑扰动效应时透水管桩桩周土的固结特性,利用有限元分析软件,建立了考虑扰动效应的饱和软黏土中透水管桩地基土固结三维模型,然后采用模型退化及试验实测数据对比两种方式进行有限元模拟准确性的验证。最后,在考虑扰动效应影响下,对不同开孔几何参数下桩周土超静孔压的消散情况进行了讨论。结果表明:模型退化验证及对比实测数据均与数值模拟结果基本保持一致,很好地验证了数值模拟的准确性;扰动程度系数α的变化仅对超静孔压前期的消散速率影响显著,并造成一定程度的孔压消散差,随着孔压消散的进行这一差距逐渐减小。扰动范围s的增大对于孔压消散速度的影响并不明显,相对于扰动范围s,桩侧孔压的消散速度对于扰动程度系数α的变化更敏感;不同开孔几何参数下的桩周土超静孔压随时间、空间的变化规律均表明了扰动效应对超静孔压消散速度具有显著影响。研究成果对于实际工程中透水管桩地基固结分析具有一定参考价值。     

深厚淤泥质粉质黏土河道边坡抗滑措施研究

新孟河延伸拓浚工程南延段河道工程属于平地开河,为满足工程需求,河道设计采用放坡复式断面,沿线局部河段存在深厚淤泥质粉质黏土,该土层力学性能较差,河道边坡整体抗滑稳定安全系数难以满足规范要求.应用水泥土搅拌桩、预制钢筋混凝土方桩与地下连续墙等作为不同河道边坡抗滑措施,并从河道边坡整体抗滑稳定、边坡抗滑措施工程造价等方面进...     

钢渣改良粉质黏土小应变动力特性试验研究

结合废钢渣的理化性质及其作用效果,采用废钢渣代替传统的水泥进行粉质黏土地基的动力 特性改良。利用共振柱试验,探讨钢渣粉质黏土混合料的动剪模量 Ｇ和阻尼比 Ｄ在固定围压 σ0 和养 护龄期条件下,随不同配合比下的变化特点。利用 Ｋｏｎｄｎｅｒ模型经验公式,将动剪模量归一化 Ｇ／Ｇｍａｘ, 并和阻尼比分别与动剪应变进行拟合。分析钢渣含量与最大动剪模量 Ｇｍａｘ和最大阻尼比 Ｄｍａｘ的变化规 律,并与水泥粉质黏土混合料进行分析对比。试验研究表明,配合比对两种混合土体的动剪模量和阻尼 比的影响最为显著;随着掺料含量的增大,动剪模量和阻尼比均呈现出先增大后减小的变化趋势;结果 显示,30％的钢渣掺量可代替 15％及以下掺量的水泥用于粉质黏土地基加固。试验成果明确了钢渣应 用于粉质黏土地基处理的可行性,具有实际的工程意义。     

粉土地区静压预制桩沉桩压力分析

通过分析某粉土地层中预制桩静压沉桩的相关数据,得出沉桩压力上限与双桥静力触探探头阻力之间的关系,认为粉土地层中由JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》式5.3.4计算的单桩竖向承载力标准值与沉桩压力相近,进而找出极限端阻力标准值与桩基压桩力、以及与压桩力分配在桩端的压力之间的上限关系.     

桩靴贯入砂土层时邻近桩挤土压力分析

钻井船插桩时会使邻近平台桩桩身受到挤土荷载作用,这种挤土荷载可能会严重影响平台桩的承载能力。采用CEL方法结合模型试验分析桩靴贯入砂土层时邻近桩受到的挤土压力变化。通过对缩尺试验结果的计算,验证了CEL方法的可行性。进一步分析了桩靴贯入砂土层时,邻近桩桩身挤土压力的变化。分析结果表明,邻近桩靠近桩靴一面受到的挤土压力随桩土相对位移的增加而不断增大直到极限值,在泥面以下10倍邻近桩桩径范围内,桩身最大挤土压力随土层深度逐渐增加,其变化范围为1.5~5.0倍的朗肯被动土压力,当土层深度超过10倍邻近桩桩径后,桩身最大挤土压力趋于稳定,约5.0倍的朗肯被动土压力;而远离桩靴一面受到的挤土压力随相对位移增加而不断减小,最终保持在朗肯被动土压力的10%~20%;桩身受到的挤土压力合力随桩土相对位移增加而不断增大直到极限值,在泥面以下10倍邻近桩桩径范围内,桩身极限挤土压力合力随土层深度逐渐增加,其变化范围为1.5~5.0倍的朗肯被动土压力;当土层深度超过10倍邻近桩桩径后,桩身极限挤土压力合力趋于稳定,约5.0倍的朗肯被动土压力。最后还定量分析了砂土摩擦角、弹性模量、泊松比和净间距的变化对插桩挤土力变化关系的影响。     

砂土及黏土场地钻井船插桩对邻近桩的影响

为研究黏土场地和砂土场地中桩靴贯入及拔出对邻近桩的影响,开展了2组在不同场地中进行插、拔桩靴的室内模型试验,分析了桩靴贯入、拔出过程中桩靴贯入阻力、拔出阻力、土体位移及桩身弯矩的变化规律。结果表明,黏土场地桩靴贯入阻力随桩靴贯入深度增加而增加,达到某一极限值后基本保持稳定;砂土场地桩靴贯入阻力随桩靴贯入深度呈线性增大。黏土场地中桩靴拔出阻力基本保持不变,在邻近泥面处突变,几乎减小为零;砂土场地中桩靴拔出阻力在初始阶段迅速增大然后迅速减小,达到最大值的一半后开始以一定的速率均匀减小,对比拔桩阻力的实测值与理论值,发现桩靴贯入土体后减小了土体强度。通过在土层中埋置土体位移测量装置,发现桩靴贯入在黏土场地的深度方向影响较大,砂土场地中则对水平方向影响较大;两种场地中均发生不同程度的回淤现象,且砂土场地更为明显。不同形式土体位移进一步导致不同的邻近桩响应,具体表现在黏土场地中桩身上部正弯矩较大,桩身下部负弯矩较小;在砂土场地中桩身上部正弯矩较小,桩身下部负弯矩较大;插桩过程中最大桩身弯矩逐渐增大,且发生位置逐渐下移,当桩靴贯入到一定深度后最大桩身弯矩基本保持不变;拔桩过程中砂土场地的邻近桩响应不明显,桩身弯矩出现轻微减小。研究结果可为钻井船平台桩靴计算竖向承载力和抗拔极限力提供依据,同时为评价不同场地中桩身响应提供技术参考。     

钻井船插拔桩对邻近桩影响的模型试验

为评价黏土中钻井船插、拔桩对邻近桩基础的影响, 开展了自由桩头条件下的1g模型试验, 得出插、拔桩过程中所测量物理量数据变化规律, 为后续离心模型试验提供了数据基础和试验方法。试验得到各物理量变化规律如下:插桩条件下, 随着插桩深度的增加, 邻近桩桩身最大弯矩产生的位置及最大土体水平位移产生的位置逐渐加深; 拔桩条件下, 最大桩身弯矩及最大土体位移值逐渐减小, 但拔桩完成后桩身位移和土体位移都未恢复到初始桩状态; 插桩初始阶段插桩阻力迅速增加, 之后逐渐趋于稳定, 拔桩初始阶段拔桩阻力迅速增加, 随后进入相对稳定阶段, 在桩靴距离土体表面约120 mm时, 阻力突降为0。试验分析结果表明, 土体位移变化直接导致桩身响应变化, 两者存在一定正相关性。     

砂土中钻井船插桩对邻近群桩影响的模型试验

为研究钻井船作业过程中桩靴贯入对邻近群桩的影响,在砂土层中开展了1g条件下的1×2型群桩模型试验,邻近桩桩头条件为固定桩头,桩间距为2.5倍桩径。通过对桩靴贯入土层前和桩靴贯入土层过程中邻近群桩中近桩靴桩的弯矩的测量,得出沿桩身弯矩随桩靴贯入土层深度的变化规律,并与相同净间距单桩桩身响应情况对比。将同一时刻群桩桩身最大弯矩相对于单桩桩身最大弯矩的增长率定义为弯矩增大系数,通过弯矩增大系数的变化研究插桩对邻近群桩效应的影响及插桩对邻近群桩效应的影响随净间距的变化。研究表明:与桩靴贯入土层前相比,桩靴的贯入使邻近群桩效应减弱,且随着净间距的增加,插桩对邻近群桩效应的影响越来越小,净间距超过1倍桩靴最大直径时,建议可以不考虑插桩对邻近群桩的影响。     

基于SPH无网格法的纺锤形桩靴连续贯入过程模拟

纺锤形桩靴在饱和土中贯入过程涉及土体极大变形和复杂的土、水、结构三者耦合作用,由于网格畸变问题,采用传统网格类数值方法很难进行模拟。SPH无网格法借助于一系列粒子进行插值,粒子与粒子之间无联系,将偏微分形式的控制方程转化为常微分方程组进行求解,可有效避免网格畸变问题。基于土-水-结构耦合SPH无网格算法,对桩靴在中密、密实砂土及饱和黏土中的连续贯入过程进行模拟,研究土体存在极大变形条件下桩靴贯入阻力、超孔隙水压力及总应力等物理量在贯入过程中的变化规律,并与CEL大变形有限元分析结果及室内离心机测值进行对比和分析。研究结果表明:采用土-水-结构耦合SPH算法可以准确地捕捉土、水混合物发生大变形时的自由面特征、贯入阻力、孔隙水压力及超孔隙水压力等物理量。     

盾构停推对土体扰动影响的分析

盾构掘进将对周围土体产生扰动,因此盾构施工将不可避免地导致地面沉降。相较于盾构正常推进时,盾构停推会引起更大的地面沉降,这与土体受到较大扰动有关。结合上海某公路隧道盾构施工实例,分别分析了地面沉降和超孔隙水压力在盾构停推前后的历时波动曲线。分析结果表明,盾构停推阶段周围土体超孔隙水压力的消散程度与土体扰动程度是相对应的;土体受到盾构施工扰动时,孔隙水压力反应灵敏,而地面沉降存在一定的滞后性。     

波浪引起海床土体液化的概率研究

摘要：评判海床土体能否液化大多采用有效应力法或液化势法，这些方法无法计算液化的概率，为解决这个问题，本文首先根据波浪荷载在海床内产生的循环应力比和海床土体的循环阻抗比，采用可靠性分析法，建立土体抗液化安全余量的表达式。根据一次二阶矩法，考虑波浪和土体参数的变异性，计算黄河水下三角洲埕岛海域某石油平台附近场地在6、8和10级风浪下的液化概率。风浪等级越大，抗液化安全系数越小，液化概率越大。如果该场地要求液化概率控制在5％以内，安全系数需大于1.8，可靠指标需大于1.6。然后分析了参数变异性对可靠指标的影响，得出波高比波长和土体标贯击数比粘粒含量对液化可靠指标的影响大的结论。最后研究参数之间的互相关性对液化可靠指标的影响，对可靠指标大于零的情况，忽略参数之间的互相关性会得到偏大的可靠指标，高估海床土体的抗液化性能。     

波浪引起海床土体液化的概率研究

首先根据波浪荷载在海床内产生的循环应力比和海床土体的循环阻抗比,采用可靠性分析法,建立土体抗液化安全余量的表达式。根据一次二阶矩法,考虑波浪和土体参数的变异性,计算了黄河口水下三角洲埕岛海域某石油平台附近场地在6、8和10级风浪下的液化概率。风浪等级越大,抗液化安全系数越小,液化概率越大。如果该场地要求液化概率控制在5％以内,安全系数需大于1.8,可靠指标需大于1.6。然后分析了参数变异性对可靠指标的影响,得出波高比波长和土体标贯击数比黏粒含量对液化可靠指标的影响大的结论。最后研究了参数之间的互相关性对液化可靠指标的影响,对可靠指标大于零的情况,忽略参数之间的互相关性会得到偏大的可靠指标,高估海床土体的抗液化性能。     

冻融循环作用下粉质砂土的压缩变形特性研究

以季节冻土区粉质砂土为研究对象,以含水率、压实度与冻融循环次数为控制变量进行了冻融循环试验以及固结压缩试验,并对试验结果与规律进行可行性分析和总结。压缩模量是判断土体压缩性的重要指标,通过室内试验测得粉质砂土的压缩模量,并得出重塑试样的含水率、压实度以及冻融循环次数的相关规律。结果表明:冻融循环3次时压实度为0.85、含水率为16%的试样压缩变形量最大,可达1.118 mm。经过反复冻融10次后试样的压缩变形量趋于稳定。冻融循环15次时,压缩变形率随固结压力的增加而增长。在同一含水率下,压缩变形率随压实度的增加而减小,在同一压实度下,压缩变形率随含水率增加而增大。压缩模量随着含水率的增加而减小,随压实度的增加而增大,随着冻融循环次数的增加而增加。对于粉质砂土,提高压实度、降低含水率是减小路基沉降的有效措施。     

隧道施工引起的地下水环境负效应评价体系研究

为了量化隧道施工引起的地下水环境负效应,构建一套科学完善的隧道工程地下水环境负效应评价体系。根据《铁路工程水文地质勘察规范》(TB/10049-2014)及相关文献,建立隧道工程地下水环境负效应评价的层次模型,考虑到隧道工程地下水环境负效应评价中信息的不确定性、未确知性,建立评价指标与地下水环境负效应间的未确知测度模型,结合AHP法求出的各指标权重,求出多指标加权综合测度,从而得出基于未确知测度理论的评价模型。最后利用某工程实例对该评价体系加以验证,并将评价结果同模糊综合评价法的评价结果进行比较,验证了该评价体系的可靠适用性。