基于SEM图像处理的天然硅藻土分形特征分析

为探讨天然沉积硅藻土的微观结构及变形机制,对硅藻土样进行了SEM电镜扫描、压汞试验和高压三轴试验。采用图像分割原理及最佳阈值法分析了天然沉积硅藻土在不同固结压力下的分形特征和孔隙结构特征参数,探讨了硅藻土分形维数和各向等压固结压力之间的关系。结果表明,硅藻土体多孔隙,具有很强的结构性。土中孔隙孔径大多在0.1~1.0 μm之间。在固结压力达到屈服压力后,孔径大于1 μm的较大孔隙随固结压力的增加而减少,硅藻颗粒破坏,孔隙结构坍塌。获取了灰度阈值及二值化后的SEM图像。得到天然沉积硅藻土在不同固结压力下的分形盒子数和盒维数。结果还表明分形盒维数随固结压力增加而增加,天然沉积硅藻土在固结压力下的微观结构性及孔隙分布可通过分形盒维数来反映。     

砼芯砂石桩复合地基在深圳河口深厚软基处理中的应用

介绍了砼芯砂石桩复合地基处理深圳河河口堤防深厚软基的应用情况,表明混凝土芯砂石桩强度高,排水固结能力强,能迅速提高桩间土强度和承载力,既能控制堤防深厚软基的工后沉降,又能提高堤防边坡的稳定性,推广应用前景良好。     

湿地湖泊相黏土一维固结压缩特性宏微观试验研究

湿地湖泊相黏土是一种特殊的区域性软弱土,其物理力学性质和压缩性质与一般软土的物理力学性质和压缩性质有很大区别。为探究湿地湖泊相黏土的固结压缩特性及其机理,对湿地湖泊相黏土进行一维固结压缩试验,同时采用扫描电镜和计算机图像处理软件,提取不同固结压力下土体的微观结构参数,对土体微观结构的变化进行定性和定量分析。结果表明:湿地湖泊相黏土具有较明显的结构强度;由于结构强度的影响,原状土的压缩性明显小于重塑土的压缩性;当固结压力超过结构屈服应力后,原状土的结构强度逐渐丧失;在固结压缩过程中,微观结构参数的变化规律在固结压力达到结构屈服应力前后发生改变,曲线形态呈“二段折线”形式;在固结压力达到结构屈服应力前后,湿地湖泊相黏土土骨架的动态重组是土体压缩性发生改变的根本原因。在固结压缩过程中,孔隙的形态特征和定向排列特征变化较大,而颗粒的形态特征变化较小但定向排列特征变化较大,颗粒和孔隙通过不同的方式对土的压缩性产生影响。研究成果可为相关地区的地基处理工程提供借鉴参考。     

换土垫层法处理软弱基础的探讨

1 软弱地基 软弱地基是一种不良地基,按形成因素可分为人工素填土软基,海相、河相和湖相沉积的淤泥质软基;山洪冲积的夹碎石的粘性土软基。由于这些复杂的因素造成了软基具有强度低、压缩性高、透水性低的不良特性,在软基上建造的构筑物,由于基础的承载力和变形不能满足设计要求,需要进行地基处理以达到提高软基强度、降低软土的压缩性、减少基础不均匀沉降的目的。     

淮河入海水道淤土段堤防工程施工速率控制分析

介绍淮河入海水道淤土段堤防工程的施工概况:采用逐步加高法控制软土地基堤防施工加荷速率,即利用堤防本身的质量作为压载,分级逐渐施加荷载,使软土地基强度逐渐适应上部荷载的增加,最后加至设计高度。根据太沙基一维固结理论,采用有效固结压力法推算软土地基因固结而增长的强度,通过计算分析确定采用逐步加高法施工的分级荷载和加荷时间,并利用堤防施工期的实测数据分析了计算成果的合理性。     

软土堤基固结沉降预测的数值仿真分析

针对青草沙水库软土堤基固结沉降需持续若干年,为了研究分析软土堤基的固结沉降值及其规律性,本文利用大型通用有限元软件ADINA精细地建立了2-D Solid平面应变单元,含地下水的土体变形计算必须考虑孔隙水压力与土体变形之间的关系。依托青草沙水库工程,软土堤基采用多孔介质的岩土本构模型(土体骨架属性和孔隙水属性),岩土体双向排水,随着孔隙水压力不断消散,堤基不断固结沉降,根据数值仿真计算来研究分析堤基固结沉降的过程及规律,同时利用现场水库堤基的沉降监测数据作对比分析,能够准确地预测堤基沉降达到稳定时所需固结时间及最终固结沉降值。     

某堤基软土工程特征及主要工程地质问题

某堤基广泛分布淤泥、淤泥质土等软土层,导致汛期或海潮来临时险情频发,严重影响堤防的安全运行。基于工程勘察、土的原位和室内试验等工作,划分了堤基地质结构类型,分析了软土的空间分布特征和物理力学性质。研究表明该软土具有含水率高、孔隙比大、高压缩性、高灵敏性、透水性微弱、强度低等特点,堤基主要存在软基沉降变形、抗滑稳定和岸坡稳定等工程地质问题。更多还原     

固结条件下软黏土微观孔隙结构的演化及其分形描述

利用扫描电镜(SEM)研究软黏土固结前后的微观结构,采用数字图像技术研究软黏土固结过程中微孔隙的大小、数量及其分布的演化规律.基于Sierpinski地毯的分形概念,结合量测数据给出了描述孔隙结构的Sierpinski分维数并研究其差异性.图像分析表明,随着固结压力的增大,软黏土的孔隙度和孔径趋于减小,孔径范围变窄,土体固结过程对孔隙级配具有一定的调节作用.分形研究表明,分维数的数值大小反映了软黏土固结过程中的孔隙度变化,固结压力愈大,孔隙度愈小,分维数愈大.分维数与孔隙度、固结压力、压缩量之间存在较为显著的线性回归关系,并能反映软黏土的结构性特点.研究结果揭示了土体宏观变形与微孔隙结构分形特性之间存在的相关关系,分维数可为软黏土固结变形预测提供依据.     

鄱阳湖冲积相软土微观结构特征与固结特性研究

利用理学DMAX-3C(CuKa,Ni滤光)、高倍荧光显微镜、环境扫描电镜(ESEM)、GDS高级固结实验系统(CDSTS)等对鄱阳湖闸基湖冲积相软弱土层的天然工况和固结工况进行了显微结构分析,并对其固结特性进行试验研究。显微结构测试表明:天然工况下,样品呈松散且各向异性特征,夹杂有机物;固结工况条件,软土呈致密特征、排列均匀;固结程度越大,其微观结构越致密。对比不同压力大小的沉降变形和孔压变化,发现随着压力增大,沉降变形增大,到150kPa时固结沉降幅度最大,随后固结沉降逐渐减少;主固结间时短(50s),速率大,孔隙水压消散快;次固结沉降变形时效长,速率小,孔隙水压基本不变。     

排水固结法处理软土地基的安全监测及分析

介绍了排水固结法处理软土地基的原理,并以某软基处理工程中的监测成果为例,分析介绍了各项监测数据的变化规律及其反映的软基固结变化特性,并对软基处理效果进行综合分析评价。     

排水固结法处理软土地基安全监测及分析

主要介绍了排水固结法处理软土地基的原理,并以某软基处理工程中的监测成果为例,分析介绍了各项监测数据的变化规律及其反映的软基固结变化特性,并对软基处理效果进行综合分析评价。     

干湿循环作用下原状黄土宏-微观参数关系研究

为探明不同干湿循环条件对原状Q₂黄土宏观力学性能与微观结构的影响,明确宏观力学参数与微观结构参数的定量关系,开展了干湿循环试验、三轴压缩试验和扫描电镜试验,分析了干湿循环过程中原状黄土宏观强度和微观结构的变化规律,基于综合结构势思想,利用宏观力学参数定义了原状黄土可变性参数表达式,推导了用以描述黄土微观孔隙结构特征的孔隙特征参数,建立了原状黄土宏-微观参数关系表达式。结果表明：干湿循环作用下,原状黄土孔隙面积比和分形维数呈增长趋势,黄土峰值偏应力和黏聚力持续减小,干湿循环幅度越大,下限含水率越高,黄土孔隙结构的扩张和宏观强度的衰减越快,但内摩擦角变化不大;原状黄土的可变性可用宏观峰值偏应力与土体黏聚力的比值表征,即可变性参数,随着干湿循环次数的增加,原状黄土可变性参数整体呈非单调增长趋势变化;原状黄土的微观孔隙结构特征可用孔隙面积比和孔隙分形维数的乘积表征,即孔隙特征参数,其与可变性参数的变化关系和三角函数接近;原状黄土峰值偏应力与孔隙特征参数的比值随黏聚力的变化规律服从指数函数关系,经验证,该函数关系可较为合理地描述原状黄土宏观和微观参数间的数量关系。     

混凝土芯砂石桩复合地基在深圳河治理中的运用

在深圳河治理工程中,对深厚软基采用混凝土芯砂石桩复合地基技术进行处理,并取得了成功。通过现场观测和原位测试,深入研究了混凝土芯砂石桩复合地基处理堤防深厚软基的加固机理和固结变形规律;通过不同时间的现场载荷试验,深入研究了混凝土芯砂石桩复合地基承载力随排水固结历时变化规律;验证了混凝土芯砂石桩复合地基在加固堤防工程中处理深厚软基的有效性和可靠性。     

对温州地区软土特性的认识与探讨

温州地区软土属沿海泻湖相沉积,多属欠固结土,可有一些软土却是超固结土,这就使它们在工程性质方面有了一些不同.对温州地区的软土特性进行介绍与分析.     

软土地基施工安全控制技术研究与应用

软土地基围海筑堤具有不确定性,难度大,风险高,有关安全问题的解决更多地依靠现场测试,工程安全判断主要依据监测资料的分析判断。该文结合泉州外走马埭围垦工程实例,通过对地基沉降、侧向水平位移和孔隙水压力的现场观测,计算分析地基固结、变形和强度的变化规律,建立有效的软基安全监控体系,为评价地基稳定性和控制加荷速率提供科学依据。将邓肯(Duncan)模型引入比奥(Biot)固结理论有限元程序,模拟实际施工过程,计算成果能较好反映地基固结特性和变形性状,为实施海堤施工填筑的动态监控提供技术支持。     

真空堆载联合预压在连云港某工程中的运用研究

为了在连云港某工程中采用真空-堆载联合预压技术手段处理软基,在现场采用了表面沉降、水平位移观测、孔隙水压力和地下水等观测手段,监测真空荷载施加过程中的地基变形规律、真空传递规律和固结特性,结合加固前后软土的现场和室内试验结果,综合评价了真空堆载联合预压的加固效果,为真空堆载联合预压的理论研究提供可靠的工程实例。更多还原     

湛江海域结构性海洋土的工程特性及其微观机制

对琼州海峡湛江海域的一种海洋土的基本性质进行了系统的试验研究。该海洋土的物理性质较差，按土质分类属于淤泥，但其压缩变形特征与强度指标有别于一般性淤泥或淤泥质土，表观先期固结压力pc值为100～125kPa，无侧限抗压强度qu达50kPa左右，灵敏度大于12，抗剪强度也相对较高，具有一定的结构强度，是一种结构性软土。初步从矿物组成、物理化学性质、胶结特性与孔隙结构特征几方面分析了其特殊工程性质的微观机制，揭示了其影响爆炸挤淤施工的机理。     

高填土软土桩基堤防加固的三维数值分析

为明确高填土软土桩基堤防变位机理,提出合适的加固方案,以梧州河东堤西江段为背景,对堤防及其基础进行数值分析。考虑超孔隙水压力,运用防洪堤-桩-地基三维流固耦合数值法,对参数进行敏感性分析和反演,发现堤防小变位时其变位由变形模量主导,大变位时由抗剪强度主导;地基参数建议值存在一定的富余;洪水漫顶时,堤防主体结构仍安全,但存在大应变区;各排桩受力存在较大差异;根据大应变区分布,提出充填灌浆加固方案;在设计洪水位时,加固后堤防变位减小显著,结构强度满足规范要求,表明加固方案有效可行。研究表明,数值分析是复杂堤防变位分析的有效手段,分析方法和加固方案可为类似工程提供参考。     

排水固结加固软基强度增长理论研究

通过分析排水预压加固软基强度增长理论的研究现状,指出目前所使用的强度增长计算公式存在的问题.按照有效应力原理及有效应力唯一性理论,推导出了只含有有效应力强度指标的强度增长计算式.工程实例计算表明,该计算式计算的平均抗剪强度值与实测值较相符.文中证明了排水预压土体内任意点任意时刻的有效应力增量都等于超静孔隙水应力的消散量.真空-堆载联合预压下土体中有效应力增长为二者共同作用下土体中超静孔隙水压力系数的消散量之和.通过理论推导证明了堆载预压下饱和粘土的超静孔隙水压力系数A对于正常固结粘土或弱超固结粘土可取为0.5.     

饱和细粒土固结过程中微观结构研究

饱和细粒土物质组成复杂且结构尺度跨度大,受压后微观结构的变化可反映宏观力学行为。借助室内试验（压汞试验、计算机断层扫描技术）及数值模拟方法（数据约束模型）,建立饱和细粒土微观结构三维模型,实现土体物质组分和尺度的初步概化与分类。并尝试从微观结构和微宏观定量联系方面解释固结压力对饱和细粒土微观结构的影响,从而探讨饱和细粒土固结时的微宏观特征,确定固结压力过渡值。目前微纳米级小尺度团聚体的定量信息无法采用其他方法获取,但采用数据约束模型分析方法可以揭示孔隙和矿物团聚体的大小和数量随压力变化的敏感性。固结压力中400 kPa是压力过渡值,显示土体固结过程中孔隙收缩速度变慢,矿物团聚速度显著增加。饱和细粒土承受大于400 kPa以上的压力后,孔隙和矿物连通体的多尺度组合特征变得稳定。结合土体压缩变形特征,推测饱和细粒土蠕变界限在400 kPa左右,对应着土体结构破坏的临界压力。所采用的数据约束模型方法在突破微米级尺度后可实现微纳米尺度分析,可供其他工程材料研究参考。