嘉峪关关城夯土遗址墙体含水率与电导率关系研究

测定了嘉峪关关城夯土遗址墙体含水率和城墙体土样浸出液电导率的含量。研究结果表明:盐分随水分发生运移,盐分运移与水分运移关系密切;在一定温度下,随着含水率的增大,土样浸出液电导率呈幂函数关系减小;由于盐分在遗址表层堆积,土体表面泛白酥解,严重时脱落。这些研究将为治理土遗址盐害提供依据。     

夯筑土体风蚀损化效应及加固保护试验研究

在我国西北干旱地区,由于干燥、风沙等自然环境因素的作用,风蚀损化是土建筑遗址破坏的主要因素之一.基于新疆吐鲁番高昌故城遗址保护工程的现场勘察与试验结果,针对典型的风蚀病害,分析了土体风蚀损化的演变机理,在土体物理、化学等材性试验的基础上,设计了针对夯土墙体的风洞、电镜微结构分析试验.研究结果表明,对于高昌故城夯土材料,SiO_2含量占到58.31%,土体间粘性介质相对较少,另外,Cl~-、Na~+、Ca~(2+)离子的含量较多,盐分在地下毛细水和包气带水上移、雨水冲刷下移等因素作用下迁徙也会加剧土体的风蚀损化效应;以有机硅改性丙烯酸乳液喷涂渗透加固土样,通过风洞、微结构观测试验,携沙风中沙粒的磨损效应是遗址风蚀损化的主要原因,通过风的类型、风速、吹蚀时间以及加固土样与原状土样风蚀前后微结构特征参数等因素的对比,可见采取土体表层喷涂加固的方式可有效降低风蚀损化效应的进程.     

双层黏土地基方形桩靴贯入过程与穿透机制

采用基于耦合欧拉拉格朗日算法的三维大变形有限元方法对上硬下软黏土地基方形桩靴的贯入过程进行数值模拟,系统地探讨了上下土层强度之比、上层土厚度、土体重度及静止侧压力系数等指标对于桩靴贯入阻力曲线的影响,揭示了穿透现象发生时的土体变形机理。计算结果表明：上下土层强度之比与上层土厚度对于桩靴的贯入阻力曲线具有很大影响。静止侧压力系数的减小在一定程度上导致桩靴承载力系数的降低,而上下土层重度的差异导致桩靴的承载力系数不满足前人建议的方程。在上下土层重度差异不大以及上层土厚度确定的情况下,关于桩靴宽度、上层土重度与强度的无量纲化参数小于临界值时将会发生穿透现象。     

强夯法在加固公路路基中的应用探讨

强夯是一种快速、有效且经济的地基加固处理方式.本文从路基地质条件、加固前后的路基土体物理力学性质以及沉降监测数据等几个方面论述了强夯在路基加固处理中的应用.研究表明:利用所有夯点最终2击在地基土中用重力击打贯入体时,贯入体进入土体中的深度的均值不大于5.0cm~6.0cm和夯沉量的均值不小于50cm~60cm来为强夯质量所控制是可以的.地基土层被强夯处理后压密而引起的地基表面下沉量明显降低,地基土体所能承受荷载的能力被强夯处理后明显增强.     

高频振动贯入过程中灌注桩护壁套管土塞效应机理

随着全套管振动取土灌注桩施工工艺的发展,灌注桩在工程中的应用越来越广泛,但是关于灌注桩护壁套管高频振动贯入机理,特别是套管贯入引起的土塞效应有待于深入的研究。全面介绍了护壁套管高频振动贯入全过程的有限元-无限元耦合模型的建立过程,对套管振动贯入过程中土塞效应进行了详细研究。研究结果表明：套管高频振动贯入过程中土塞底部土体被挤密,产生土拱效应,导致内侧摩阻力显著增加;外侧摩阻力沿管长由上向下发挥,呈逐渐增大趋势;管端处土塞的土拱效应最为显著,且随贯入深度增加而逐渐增强;高频振动贯入过程中剪切面土体在反复剪切作用下,土体强度和胶结力降低,导致土塞处于不完全闭塞程度,贯入阻力也比其他贯入方式的阻力要小;内侧摩阻力随振动频率增大而减小,当振动频率达到一定值之后,振动频率对内侧摩阻力的影响不明显;内侧摩阻力随套管外径增大而逐渐减小;砂土中内侧摩阻力相较于粘土大,且随密实度增大而减小。同时,对套管振动贯入过程中土塞阻力分布规律进行分析,给出了相应的简化计算公式。     

土遗址裂隙加固桩-浆协同效果与机制研究

研究表明以生石灰为掺料的浆液与土遗址兼容性良好,并且发现在此浆液中添加微型石灰桩能够更好消除浆-土界面的干缩分异的现象。为探究桩-浆协同作用下裂隙的加固效果与机制,通过开展单独注浆工艺和宽径比（裂隙宽度与石灰桩直径的比值）为1.5、2.0、2.5和3.0桩-浆协同工艺下室内遗址土裂隙注浆实验。浆液养护63天后,首先对裂隙两侧等距土体的宏观性质指标（贯入阻力、密度、液塑限和颗粒组成）进行测试;而后通过扫描电子显微镜、比表面积（SSA）和阳离子交换量（CEC）,以及基于孔隙率变化建立的强化变量对裂隙注浆后加固效果进行定性和定量联合分析。结果表明：桩-浆协同作用下宽径比小于2.5时对裂隙的加固效果均优于单独注浆条件,宽径比为2.0时效果最佳;宽径比大于3.0时加固效果弱于单独注浆条件。而结果所反映的本质是分属于石灰桩和浆液的膨胀和离子迁移对裂隙两侧土体的挤密和团聚作用不是简单的线性叠加,而是当宽径比超过2.0时出现浆液对石灰桩的挤密和团聚作用产生明显抑制反馈。     

土遗址裂隙加固桩–浆协同效果与机制研究

既往研究表明以生石灰为掺料的浆液与土遗址兼容性良好,并且发现在此类浆液中添加微型石灰桩能够更好地消除浆–土界面的干缩分异现象。因此,为探究桩–浆协同作用下裂隙的加固效果与机制,开展单独注浆工艺和宽径比(裂隙宽度与石灰桩直径的比值)为1.5、2.0、2.5和3.0的桩–浆协同工艺下室内遗址土裂隙注浆试验。首先,在浆液养护63 d后,对裂隙两侧等距土体的宏观性质指标(贯入阻力、密度、液塑限和颗粒组成)进行测试;然后,利用扫描电子显微镜图像、比表面积(SSA)、阳离子交换量(CEC)及土体孔隙相对变化率(Pr)对裂隙注浆后加固效果进行定性和定量联合分析。结果表明:桩–浆协同作用下,宽径比小于2.5时,裂隙两侧土体的加固效果均优于单独注浆条件。土体被加固效果随着宽径比增加先增加后减小,宽径比为2.0时效果最佳;宽径比大于3.0时,加固效果弱于单独注浆条件。结果反映了分属于石灰桩和浆液的膨胀和离子迁移对裂隙两侧土体的挤密和团聚作用不是简单的线性叠加,而是当宽径比超过2.0时,出现浆液对石灰桩的挤密和团聚作用产生了明显的抑制反馈。     

水的形态对土体收缩性及贯入强度的影响

土中水是土体的重要组成部分,其与土颗粒的结合形态也是影响土体物理力学性质的重要因素。通过不同含水率下土体的收缩试验和袖珍贯入试验,研究了土中水的形态对土体收缩性及贯入强度的影响规律。结果表明：土中水的结合形态对土体收缩性及贯入强度有显著影响,最大吸着水含量是一个临界点。土体初始含水量高于临界值时,随含水量的增加,土体收缩变形急剧递增,贯入强度递减;土体初始含水量低于临界值时,随含水量的减少,土体收缩变形变化微小,贯入强度递减。     

高昌故城病害调查及成因分析

自然因素、人为因素等是我国西北干旱地区土遗址破坏的主要因素,结构坍塌是土遗址破坏的重要表现形式.论述了高昌故城保护工程初期病害调查及成因分析,为探索西北干旱地区土遗址结构加固、保护提供一定的事实依据和借鉴.     

楔形管桩沉桩挤土效应试验研究

为深入研究预应力混凝土楔形管桩在静力沉桩过程中的沉桩挤土效应,基于室内模型试验,对比分析直型管桩与楔形管桩在沉桩过程中挤土效应的差异,着重探讨楔角对楔形管桩沉桩特性的影响.结果表明:楔形管桩贯入阻力曲线呈斜"Z"型,直型管桩贯入阻力在沉桩中后期出现48.5％幅度的减小,楔形侧壁对土体的挤压效应是楔形管桩较大贯入阻力和较...     

硅酸钾和正硅酸乙酯在土遗址加固中作用的研究

硅酸钾（PS）与正硅酸乙酯（ES）是两类主要的土质加固剂.为检验不同加固剂对土遗址的加固能力,选择两种不同含水量的土样进行测试.采用SEM对加固土样进行了分析,讨论了加固剂对土样的加固机理.结果表明：5%的PS有好的加固效果,经过加固的土样颜色变化小,土样的力学强度得到提高,具有耐水、耐冻融、耐温度、耐湿度变化能力,证明这种材料可用于土遗址的加固保护.     

从小尺度探讨扎龙盐沼湿地的持水性特征

通过野外定位观测和室内分析,探讨了冻融季节扎龙湿地的物质迁移和转变规律。结果表明：季节性冻融对扎龙湿地的演化有着明显的影响。扎龙湿地在小尺度内常表现为盐化沼泽土-碱化草甸土-浅位柱状碱土-白盖苏打碱土-风沙土的微域格局。芦苇沼泽孔隙度高达62%,这有利于湿地保持水分和盐沼湿地的形成。碱土和草甸土富含粘粒和粉砂对土壤含水率起限制作用,如草甸土和碱土表层（0～30 cm）的饱和含水率仅为38%和28%。季节性冻融导致扎龙湿地土壤表层的持水量有显著的增加。盐沼湿地冻融前后的含水率从200%增加到260%（达过饱和状态）,但是碱土和草甸土的含水率增加不明显。     

疏浚淤泥中的拱架结构防淤堵机理

透气真空快速泥水分离技术适用于高含水率高粘粒含量疏浚淤泥的堆场处理,可以快速减小堆场中淤泥的体积,加速堆场的周转利用,并能解决常规真空处理方法中存在的滤层淤堵问题。通过对透气真空快速泥水分离试验和常规真空抽水试验结束后进行试样取样颗粒分布试验,可以看出透气真空方法中滤层材料附近的淤泥土体中细颗粒流失,粗颗粒富集,形成拱架结构;而常规真空抽水方法中不存在细颗粒流失,没有形成拱架结构,造成了淤堵。分析了拱架结构层形成的过程,其能够保护土体内部的细颗粒不再流失,同时保证较高的渗透性。解释了常规真空抽水方法容易产生淤堵,而透气真空方法能够解决淤堵问题的原因。     

PS对潮湿环境土遗址加固潜力探讨

PS在我国西北干旱地区土遗址加固工程中得到运用,其加固效果也取得了广泛的认可。但PS能否用于潮湿环境土遗址的加固保护及其潜力如何,目前尚没有比较成熟的成果。本文旨在回答上述两个重要问题。在室内将遗址土重塑成样并控制其含水量为13%、17%、19%、21%和25%。随后用3%PS渗透加固各含水量试样,通过固结和直剪试验结果的对比,得到以下结论：（1）不同含水量试样,渗透速度差别较大,PS吸收量差别也较大,但呈现一定的规律性：含水量越大,初始出渗时间和PS的吸收量越小;（2）加固后,土样的压缩系数和抗剪强度均有所提高,证明PS对潮湿地区的土遗址具有加固效果;（3）含水量不同加固效果也不同,其中加固效果最好的含水量在19%～21%。上述结论和成果为PS在潮湿地区土遗址的保护提供了一定的数据支持。     

基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究

为探究基坑底部土体满堂加固对基坑变形和内力的影响,采用室内模型试验方法,研究了基坑底部土体满堂加固对基坑周围地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力变化的影响。运用ABAQUS有限元软件对模型试验进行数值模拟,将试验数据与数值计算结果进行对比,并分析了加固土体的水泥掺入比和加固深度对基坑变形的影响。结果表明：满堂加固对降低基坑底部隆起效果最为明显,对降低支护结构侧向位移较为明显,对减小地表沉降不明显;通过极差分析法得出,增加加固土体的弹性模量较增加加固深度对抑制支护桩侧向位移及坑底隆起更为有效;当水泥掺入比超过一定范围后,加固效果没有显著提升,建议在含水率为20%左右的软弱土层地区,水泥掺入比一般为5%~20%;土体的加固深度超过一定范围后,控制基坑变形的效果有所提高,但不明显,建议土体加固深度取0.4~0.45倍基坑深度。     

南京江底盾构施工废弃砂土在同步注浆中再利用的适用性

依托南京长江新济洲供水廊道项目泥水盾构工程,针对江底粉细砂地层和岩石地层中泥水盾构施工产生的废弃砂土,研究其在盾构同步注浆材料中再利用的适用性。通过改变砂土地层弃砂的粒径分布,研究其对砂浆性能的影响;针对岩石地层产生的废弃砂土,研究其颗粒形状对砂浆性能的影响,并对岩层弃砂制备同步砂浆进行配比优化。结果表明：该工程砂土层弃砂可直接代替原配比中的砂进行再利用,岩层弃砂通过调整配比亦能满足工程要求;增大砂层弃砂细度模数和砂粒含量可改善砂浆的流动性,但砂土黏粒含量过大会使砂浆流动性变差、凝结时间缩短、强度降低;岩层弃砂颗粒表面越粗糙,所制备砂浆流动性越差,凝结时间越短。合适配比下,盾构施工废弃砂土可应用于同步注浆,砂浆配比应随废弃砂土粒径分布和颗粒形状的变化做出适当调整。     

土遗址加固材料比选及试验研究

土遗址加固保护加固材料众多,不同材料各有利弊,为寻求理想的加固材料,加快保护进程,首先对当前常用加固材料水玻璃、丙烯酸树脂和有机硅树脂等从物性特征上分析其加固特点,得出有机硅改性的丙烯酸树脂乳液（硅丙乳液）性能较优良。以榆林明长城土遗址为例评定其加固效果,进行了无侧限抗压强度、耐水和耐盐腐蚀试验等,结果表明硅丙乳液加固土遗址效果良好,可为实地加固保护提供有力参考。     

吉林省西部碳酸盐渍土基本性质试验研究

通过对吉林省西部镇赉县盐渍土分布区进行现场勘查、采样和室内物理化学试验分析,研究了相同位置不同深度土样的基本性质.结果表明:地表以下1m以内土的易溶盐总量占单位土体质量百分比为0.1045%～0.466 0%,该盐渍土类型为弱碳酸盐渍土.地表以下0～30 cm深度范围内,土壤含盐量随深度的增加而增加;在30～100 cm深度范围内土壤含盐量随深度的增加而减小.土体类别为低液限黏土,土的pH值为8.12～9.12,天然状态下呈碱性.在0～30 cm深度范围内,pH值随深度的增加而增加,在30～100 cm深度范围内随深度的增加而减小.土中含有一定量的有机质,并含有大量交换性钠,这对土的毛细性及冻结过程中的水分迁移产生较大影响.通过毛细水上升试验发现,距地表0～40 cm深度范围内土体中含有大量的交换性钠,颗粒分散性极大,土颗粒间孔隙过小,毛细阻力大,毛细现象微弱.冻融法毛细水上升试验中,温度梯度作用引起的土中薄膜水的迁移造成了不同层高土含水率的微量变化.     

黄麻纤维加筋土的强度特性及增强机理研究

采用黄麻纤维对合肥地铁工程沿线广泛分布地典型弱潜势膨胀土加筋改良处理,通过改变黄麻纤维掺量和长度对包含素膨胀土和纤维加筋土的土样进行了一系列室内直剪试验和无侧限抗压强度试验,探讨了纤维长度和纤维含量对加筋土强度特性的影响,并简要分析了纤维增强机理。研究结果表明:黄麻纤维加筋可显著提高土体抗剪强度和膨胀土的无侧限抗压强度,改善了膨胀土的剪切破坏形式,减小了破坏时裂隙的宽度和长度。