黄泛区软弱夹层结构地基强夯现场试验

为探究黄泛区软弱夹层地层条件下强夯加固效果,采用4种不同的夯击能在鲁西黄泛平原区进行现场试验,研究了强夯过程中软弱夹层的夯沉量、超孔隙水压力以及强夯前后地基承载力、土质力学性质变化规律。结果表明:超孔隙水压力消散速率非常快,24 h后超孔隙水压力消散90%;强夯加固效果显著,地基承载力最大可提高80%;选择单夯1 800 kN·m夯击能加固经济合理,夯后土体物理性质明显提高;对于黄泛区含有软弱夹层地层结构,可用超孔隙水压力为自重应力10%估算强夯有效加固深度,有效加固深度约为7 m;对比不同夯击能下Menard加固深度公式,在一般夯击能条件下,实际加固深度与Menard加固深度较为接近,在较大夯击能下,Menard公式并不适用;所得结论对该区域地基加固有一定的指导作用。     

饱和粉土地基低强度混凝土桩振动沉管及静载试验

为研究饱和粉土地基低强度混凝土桩振动沉管施工产生的超孔隙水压力分布、消散规律及单桩和复合地基的承载特性,对滨州市饱和粉土地基进行了低强度混凝土桩的振动沉管和静载试验。结果表明:沉管振动下沉时,最大超孔隙水压力一般出现在桩端以上2~3 m;沉管振动下沉对桩周土体的扰动较小,最大超孔隙水压力与上覆土有效应力的比值仅为0.327;单桩振动拔管后15 min,临近超孔隙水压力的消散率可达到65%~75%;与设计规范的估算值相比,振动沉管成桩后单桩竖向极限承载力偏小,仅为估算值的55%~60%;低强度混凝土桩的加固作用明显,复合地基承载力与天然地基相比提高了约1倍。     

Response of stone column-improved ground under c-ϕ soil embankment

Problems with stone column-supported embankments are often addressed considering the pure granular soil properties of the embankment material. In practice, however, the embankment material may contain a certain percentage of fines which makes the material c-ϕ in nature. In the present paper, experimental and 3D numerical studies are conducted to investigate the effect of the fines content present in the embankment soil on the response of a stone column-improved ground. The numerical study is carried out using the finite difference software package FLAC^3D. The time-dependent behavior of the improved soil is modeled. It is observed that an increase in the fines content in the embankment soil brings about a decrease in the stress concentration ratio and an increase in the vertical displacement and the pore pressure in the soft soil. However, the vertical displacement of the soft soil does not change significantly above a fines content of 20%. The lateral displacement of the stone column increases at the top with an increase in the fines content and the point of the maximum lateral displacement shifts in the downward direction. It is also observed that the differential settlement increases at the ground level as well as at the embankment top with an increase in the quantity of fines in the embankment soil. Thus, the critical height of the embankment (a height where no differential settlement occurs on the embankment surface) increases due to the increase in the fines content.     

真空联合堆载预压下竖井地基固结解析解

考虑真空度沿竖井的发展是一个深度的函数,同时堆载所引起的附加应力既随时间变化也随深度变化,还考虑了地基的径竖向渗流以及扰动区土体水平渗透系数的3种变化模式,推导了真空联合堆载预压下竖井地基固结度的一个较普遍的解析解,并分析了在真空度沿竖井线性下降,堆载线性施加和附加应力沿深度梯形分布等情况下的地基固结性状。结果表明,荷载线性施加时,真空度对地基固结度有较大影响,真空度越大,沿深度衰减越慢,固结越快;而在荷载瞬时施加时,真空度对固结度没有影响。在地基井径比和水平渗透系数与竖向渗透系数之比较小时,地基的竖向渗流对地基的固结度有较大的影响。     

滨海超深软土刚性桩复合地基工作性能研究

滨海地区深厚软土地基沉降控制是工程建设的关键.本文以珠海航空新城某近海市政道路工程为依托,对超深软土刚性桩复合地基工作性能进行了研究,研究结果表明:(1)采用等效桩墙简化的平面应变模型可以有效模拟刚性桩复合地基的受力及变形;(2)持力层沉降占地基总沉降比例超80％,当边桩桩间距较大时,最大沉降及最大桩-土差异沉降均发生...     

Centrifuge modeling of a geogrid-reinforced embankment with lime-stabilized soil as backfill on soft soil

A centrifugal model test was performed to investigate the behavior of a geogrid-reinforced embankment on a 20 m thick soft silty clay subsoil. The lime-stabilized soil embankment was 4 m high, 26 m wide with slopes of 1:1.5 and included sand wick drains. Displacements, earth pressures and pore water pressures were measured during the test. Test results showed settlement on the front face of the foundation was approximately 90% of that measured by displacement sensors; the elastic displacement was approximately 11% of the total displacement; and the reinforced embankment remained serviceable despite a 300 mm wide crack on the embankment surface and up to 1.73 m settlement at the centerline of the embankment.     

透水性混凝土桩施工中超孔隙水压力变化特性试验

为研究透水性混凝土桩施工中产生的超孔隙水压力的变化规律,通过在现场埋设孔隙水压力计的方法,监测并分析了振动沉管法单桩施工过程中及施工后桩周土体的超孔隙水压力随时间、径向距离及深度的变化,并根据监测结果分析了透水性混凝土桩单桩施工对桩周地基的影响。结果表明:对于高地下水位的粉性土地基,桩周土体的超孔隙水压力在沉管结束时达到最大值,之后消散速率较快,完全消散时间较短,且距桩越近,超孔隙水压力的上升与消散速率越快;超孔隙水压力在径向上与深度上大致呈现递减趋势,距桩越近,超孔隙水压力越大;地基土体的液化范围与加固范围的空间分布呈上大下小的漏斗形。提出的适用于透水性混凝土桩的施工工艺可为类似工程的设计与施工提供参考。     

盾构施工引起土体超孔隙水压力峰值的计算及 影响因素分析

摘 要： 运用应力释放理论及应力传递理论,推导了盾构施工引起周边土体任一点的 超孔隙水压力峰值 的计算公式。并通过算例分析表明：与衬砌相邻的土体超孔隙水压力峰值呈 近似 圆形（底部大于顶部）;随着离隧道中心距离的增加,土体超孔隙水压力峰值呈凹曲线衰减。同时发现盾构直径及埋深对土体超孔隙水压力峰值的影响是相反的。当直径减小或是埋深增大,均会使得与衬砌相邻周边土体超孔隙水压力峰值的底部与隧道中心水平线处的差异更加明显,反之亦然。隧道底部的等值线最密,即变化最快;隧道上方区域的等值线间距逐渐变大,即变化变缓。在一定深度处,超孔隙水压力峰值在隧道轴线上方为最大,远离隧道轴线则减小;随深度增大,其最大值有增大趋势。     

黏性土中单桩贯入桩–土界面超孔压和土压测试现场试验

黏性土地基中静压桩沉桩过程桩–土界面受力变化是岩土工程中常见的问题。在东营某工地黏性土地基中进行了足尺静压桩的贯入试验,重点监测了桩身不同h/L位置处桩–土界面超孔隙水压力和土压力随入土深度的变化规律,并分析了桩身不同h/L位置处桩–土界面超孔隙水压力与上覆土体有效压力的关系,在同一入土深度桩–土界面土压力的变化特性,重点研究了影响桩–土界面有效土压力分布的原因。测试结果表明:沉桩引起的桩身不同h/L位置处桩–土界面超孔隙水压力与上覆土体有效压力比值最大是1.08,且该比值沿桩身向上逐渐减小;同一入土深度桩身不同h/L位置处桩–土界面土压力存在"侧压力退化"现象,且随着h/L的增加,该退化现象会越发明显,h/L=11/12位置处桩–土界面土压力仅约为10 kPa;除h/L=11/12位置处,桩身其它不同h/L位置处桩–土界面有效土压力是桩–土界面超孔隙水压力的1.88～2.20倍。研究成果对黏性土地基中静压桩施工和承载力确定具有一定的工程指导意义。     

细粒含量及固结应力对饱和砂土动剪切模量和阻尼比影响试验研究

土的动剪切模量和阻尼比是描述土体动力特性的两个主要参数。利用美国GCTS公司研制的TSH-100型共振柱试验仪对等压固结条件下饱和砂土的动剪切模量和阻尼比进行测试,研究细粒含量(FC)和固结应力对动剪切模量和阻尼比的影响。试验结果表明:各固结应力水平下,细粒含量对砂土动剪切模量和阻尼比的影响规律趋于一致。当0≤FC≤10%时,随着细粒含量的增加,砂土的动剪切模量逐渐减小,阻尼比则逐渐增大;当10%FC≤40%时,随着细粒含量的增加,砂土的动剪切模量逐渐增大,阻尼比则逐渐减小。细粒含量相同的砂土,随着固结应力的增大,动剪切模量呈增大趋势,阻尼比呈减小趋势。     

点夯夯沉量分析研究

深圳某拟建加工厂场区原地形高差大,需平整场地。根据场平填土厚度大的特点,对回填土采用强夯处理,夯击能为4000kN·m,试夯累计夯沉量达到1．45～1．88m。在对夯击数与累计夯沉量的同归、夯击能消耗、夯沉量估算的夯锤底接触应力及压强传递进行分析后得出,夯击数与累计夯沉量呈三次方函数关系;前几夯夯沉量大,以冲切密实浅层土为主,土体压缩消耗能量比例大,后几夯,夯沉量小,能量以增加超孔隙压力和振动波的形式加同深层土体和消散;夯锤与土体作用时间仅为0．06～0．01s,接触应力可达4～20MPa,大部分接触应力为超孔隙压力所承担和传递,因而未破坏土体结构的结论。     

高等级公路桥头软基真空联合堆载预压加固试验研究

对浃里陈大桥桥头试验段的孔隙水压力、分层沉降、地表沉降、土体水平位移等现场监测结果进行了分析;分析结果表明:在真空联合堆载预压加固软基的过程中,由负超静孔隙水压力与正超静孔隙水压力叠加后产生的联合超静孔隙水压力相对较小,一般小于0,有利于路堤的快速堆载;能大幅预消除沉降,工后沉降量小于100mm,满足桥头软基工后沉降要求;影响区土体水平位移沿水平方向距加固区边界20m之外相对较小,沿深度方向,15m以下基本上无水平位移。真空预压的有效影响深度可以大于10m。对地基土体的加固效果进行了检验,检验结果表明,真空联合堆载预压加固后,土体的强度明显增强,加固效果明显。最后结合试验监测成果,对真空联合堆载预压加固软基机理进行了分析,给出了附加应力分布图。     

高能冲击作用下淤泥水柱效应试验研究

针对笔者早期提出的静动力排水固结法处理高含水量饱和软黏土时存在水柱效应问题,利用多向高能电磁力冲击试验系统,对珠三角的淤泥进行高冲击能静动力排水固结室内模型试验,获得了淤泥力学响应相关规律: (1)土层中部与下部位置之间土压增量差值十分相近,孔压增量之间、土层压缩量之间亦有类似规律,初次验证了水柱效应的存在,即沿地基深度方向因瞬时不可压缩的水柱特性而可将相当部分夯击力传递至地基深处;(2)随着夯击遍数增加,冲击产生的附加应力与土自重比值逐渐增大,有效加固深度相应增加,夯击能可有效传递至地基土体深部。结果表明,当土中设置了竖向排水体系,不但有利排水,而且具有水柱效应,夯击时近似不可压缩的水柱可将冲击能量传递至地基深部软土中,使深层土体较充分排水固结。     

PAC改进真空预压法加固软土地基试验研究

选取广西吹填造陆场区土样,测试了土样基本物理特性指标,开展了不同聚合氯化铝(以下简称“PAC”)添加量条件下真空预压室内模型试验。通过监测真空预压过程中真空度传递和超静孔隙水压力消散的情况,得到了排水量、超静孔隙水压力消散、真空度随时间变化规律以及不同添加量下的排水稳定时间;通过十字板剪切强度测试得到了十字板剪切强度随深度增加逐渐减小的规律;分析了聚合氯化铝改进真空预压法的加固性能。研究结果表明:聚合氯化铝的存在可以提高真空预压的加固效率,缩短加固周期10%~35%;超静孔隙水压力消散值相比较未掺加组提高了20%~30%;真空压力损失比未掺加组试样最高可降低11%,真空加载稳定所需耗时降低了约20%~50%,有效降低真空压力达到稳定的时间,实现了快速稳定真空加载的目的;加固后十字板强度提高了20%~30%;聚合氯化铝添加量存在较优掺加配比,当掺加比为0.3‰时具有较好的应用价值。     

静压有孔管桩超孔隙水压力消散的影响因素分析

静压管桩因其质量可靠和施工过程中具有无噪声、无振动、应力小等诸多优点被广泛用于工程中。但静压管桩属于部分挤土桩,在沉桩过程中,桩周土体不仅会产生较大位移,而且会在短时间内形成较高的水压力。有孔管桩通过在桩身开孔能使土中自由水流入管腔,从而减小局部土体位移,加速超孔隙水压力的消散并降低其最大值。本文利用圆孔扩张理论,通过理论公式和工程算例的对比分析,得出有孔管桩沉桩超孔隙水压力随径向距离的增大呈对数衰减,随沉桩速率的加快不断增大,随深度的加深呈递增趋势,随开孔孔径的加大逐渐减小。可对控制管桩挤土效应提供可靠的理论依据。     

基于模型试验的群桩沉桩后超孔隙水压力分析

基于静压群桩模型试验,运用孔压计分别量测了单桩、群桩沉桩后的超孔隙水压力,通过量测结果表明：单桩时,随着径向距离的增加,超孔隙水压力是不断减小的;群桩压入后,超孔隙水压力在桩身范围内是随着深度的增加而不断增加的;由于压桩顺序的影响,当桩压入与测点较近时,则该测点处的超孔压值会猛然上升。     

K0固结饱和黏土中打桩对邻近桩影响分析

动力打桩过程可能会引起既有桩基产生较大位移,进而影响建筑物安全稳定。本文在K₀ 固结各向异性本构模型的基础上,推导了桩周土体破坏区和塑性区的半径计算方法,建立了打桩引起周围土体应力和超孔压的理论计算公式。在此基础上,以最小能量原理为理论依据,将超孔压视为外荷载,提出了其在向周围土层的传递方式,并在半无限空间体内推导了其对周围土体径向应力的影响,并结合天津典型软土对研究成果进行了分析。研究结果表明:建立的柱孔口扩张弹塑性理论计算结果与既有方法基本一致,超孔压在塑性区沿径向衰减速度明显较大;当桩间距较小时,打桩会使邻近已打设刚性桩产生较大水平位移。     

Vertical cyclic loading response of geosynthetic-encased stone column in soft clay

Dynamic responses of the geosynthetic-encased stone column (GESC) supported embankment under traffic loads have become a hot topic. This study investigates the responses of GESC improved ground under vertical cyclic loading. A series of laboratory tests in a designed model test tank have been carried out with different loading parameters (varied loading amplitudes and frequencies), different column dimensions (varied encasement lengths and column diameters). In the tests, the soil-column stress distribution, accumulated settlement of loading plate, excess pore water pressure in the surrounding soil and lateral bulging of the stone column are monitored. Experimental results indicate that the vertical stress on the stone column increases with the increment of encasement length, and decreases with the increment of column diameter, loading amplitude and loading frequency. The increasing stress on the surrounding soil leads to a greater accumulated settlement of the loading plate and excess pore water pressure, while the increasing stress on the column leads to larger lateral bulging of the column. Excess pore water pressure dissipates effectively through vertical and horizontal drainage channels provided by the stone column and the sand bed. The geosynthetic encasement prevents the clay from obstructing the drainage channel by filtration and guarantees the drainage effect.     

The influence of gradation on the in situ compaction of geo-materials in road construction

The paper examines the relationship between the sand (0.075–4.75 mm) and fines (<0.075 mm) on the achieved in situ compaction of natural and crushed materials used in the construction of the Egnatia Motorway in northern Greece. The study showed a clear distinction between the unprocessed samples and those produced by mechanical crushing. For the crushed materials, the results show an increase of in situ compaction with increased sand content and respective decrease of in situ compaction with increased fines content. The results can be used to aid the production of soil or aggregate mixtures which will meet specification requirements.      

路堤下粉喷桩复合地基现场试验研究

针对粉喷桩复合地基性状进行了现场试验研究,包括地基的沉降、深层水平位移、孔隙水压力、桩-土应力比、桩身应变等。试验结果表明:(1)粉喷桩复合地基工后沉降能满足设计要求:(2)采用桩长渐变的方法可完成从桥台到一般路基的沉降平滑过渡;(3)地基深层水平位移小,有利于地基的稳定和减小地基对桥台基础的影响;(4)超静孔压消散慢,但孔压值不大,对沉降稳定影响不大;(5)桩-土应力比较大;(6)桩身应变与桩顶土压力具有较好的线性关系。