充填土袋堤变形与稳定离心模型试验研究

利用疏浚土及吹填泥作为充填料的土工织物充填袋筑堤技术得到极大关注。本文针对连云港疏浚土,采用土工离心模型试验技术,研究充填土袋堤体与地基的变形和整体稳定性。试验结果表明:充填土袋堤沉降主要发生在施工期,竣工后沉降变化很小,在堤体范围内沉降呈堤中心大、两边小的锅形分布。充填土黏粒含量对堤身的压缩变形影响较大,充填黏性土与充填砂性土相比,竣工期堤身压缩变形约高11%,竣工一个月后堤身压缩变形约高13%。堤体与地基失稳破坏为圆弧滑动破坏型式,充填黏性土堤稳定安全系数为1.19,充填砂性土堤的稳定安全系数为1.41,表明充填黏粒含量高达32.5%的黏性土筑堤能满足整体稳定要求。     

大型疏浚土充填袋筑堤技术研究

为缓解砂石资源紧缺、保护生态环境、降低工程造价和高效利用航道疏浚土,以大型疏浚土充填袋筑堤技术应用于连云港港徐圩港区围堤建设为工程实例,通过稳定性分析计算、离心模型试验开展了大型疏浚土充填袋筑堤技术的理论可行性研究,并结合原型试验提出了新型配套施工工艺,形成了相关成套技术。研究表明:袋体土工织物加筋作用良好,堤体及地基稳定性能够满足安全设计;控制疏浚土充填料初始含水率、采用泥浆泵与浓浆泵串联接力的施工工艺,能够提升大型疏浚土充填袋筑堤施工效率,满足正常围堤建设强度需要;低含水率疏浚土充填料排水较快、袋体实际有效厚度较为理想、堤体地基较为稳定,大型疏浚土充填袋筑堤具有其技术可行性。     

软土地基加筋石灰土路堤离心模型试验数值模拟

 建立以离心试验几何尺寸的有限元数值模型,模拟变加速度加载下软土地基加筋石灰土路堤中的位移、土压力、孔隙水压力和加筋拉力随时间的变化规律,并与离心模型试验结果进行比较;同时,采用该数值模型计算了不加筋、加1,2层筋时路堤和地基位移情况。计算结果表明,加筋路堤沉降量、土压力、孔隙水压力和加筋拉力的计算值与离心试验实测值吻合很好或基本一致,表明该数值模型是合理的;不加筋路堤的中心沉降量和坡脚下地基水平位移比加1层筋时明显大一些,两者在加速度为100.0 g时地面坡脚处的水平位移差值达近2 mm,而加2层筋时位移与加1层筋接近。     

灌溉诱发型黄土滑坡离心模型试验研究

滑坡是一种常见的地质灾害,灌溉诱发黄土滑坡失稳是常见地质灾害之一。灌溉作用不仅改变了地下水平衡,而且降低了土体的抗滑强度,从而导致黄土滑坡的发生。针对黑方台焦家崖头13号黄土滑坡,开展了灌溉作用下滑坡失稳机理的离心模型试验研究,揭示了黄土滑坡的变形特性、应力水平及破坏模式。离心模型的制作考虑了"粒径效应"、"尺寸效应"。离心试验结果表明:随着加载时间和离心加速度的增大,模型坡体沉降量、坡体土压力、坡体孔隙水压力均逐渐增大;坡体沉降量由坡顶至坡脚逐渐减小,最大垂直位移为33.38 mm,坡体土压力由坡顶至坡脚逐渐增大,最大土压力为320 k Pa,坡体孔隙水压力表现为坡顶坡脚坡体中部,最大孔隙水压力为157.08 k Pa;坡体呈现出两级破坏模式,即第一阶段的坡脚蠕动变形,坡顶压制拉裂,第二阶段的坡体剪切滑移。     

水井抽水引起地基沉降的离心模型试验研究

地下水的开采是引起地面沉降的重要因素之一.通过离心模型试验研究抽水引起的地基变形.研制一套离心场中地基抽水的模拟和测量系统.进行离心模型试验,测量抽水过程中粉土地基孔隙水压力和沉降的变化及分布规律,探讨渗透作用对地面沉降发展规律的影响.试验结果表明靠近抽水位置区域的地基变形大于远离抽水位置区域,排水引起的地基沉降量与其不均匀程度随着排水次数和沉降的增大有逐渐减小的趋势.在地下水开采过程中,地基侧向变形也是引起地面沉降的重要影响因素.地基渗流场变化强烈的发展阶段对于地基沉降的影响值得关注.     

软土地基堤防稳定性离心模型试验研究

为探究软土地基堤防的稳定性及变形机理,以某软土地基堤防工程作为原型,提出了排水板+堆载预压排水固结处理优化方案,开展了3级堆载工况的2组堤防离心模型试验,从软基顶部沉降、孔隙水压力变化、地基强度变化等角度,对比分析了未处理与优化后软土地基堤防的稳定性。结果表明：处理后地基在3级堆载工况加载时均表现出更小的工后沉降,土压力在超重力场下快速稳定,孔隙水压力消散速度更快,塑料排水板+堆载预压地基处理方法能够提高软土地基固结效率及稳定性。研究成果可为软土地基的堤防断面设计和地基处理优化设计提供指导。     

大型储罐水泥粉煤灰碎石桩复合地基变形应力性状试验研究

以某大型储罐为依托工程,对其水泥粉煤灰桩(CFG桩)复合地基的变形应力性状进行试验研究。设置环墙沉降观测点,采用水管式沉降仪和孔隙水压力计等进行充水预压期间地基变形应力性状的原型观测和处理后地基的原位测试。通过现场试验,揭示了大型储罐柔性基础下CFG桩复合地基的变形应力性状:储罐地基沉降呈内大外小的碟形分布,在罐中心至0.5R范围内地基土沉降较大且变化幅度不大,0.5R至罐周范围的地基土沉降逐渐减小,环墙最小,CFG桩与桩间土的变形不符合等应变假定;超静孔隙水压力主要取决于土层性质特别是其渗透性和充水荷载引起的附加应力,孔隙水压力增长和消散的过程与充水荷载过程线相似,距罐中心(0.25～0.75)R范围内各测点超静孔隙水压力相差不大,环墙处最小,充水荷载作用下孔隙水压力的分布基本与储罐地基相应深度附加应力的分布规律一致。     

路堤荷载下土工织物散体桩复合地基离心模型试验

进行了2组不同筋材刚度土工织物散体桩复合地基路堤离心模型试验,和1组碎石桩复合地基路堤的对比试验,以研究其在真实应力条件下的性状及稳定性。研究结果表明:随着筋材刚度的增大,地基中的超孔隙水压力略有减小,桩顶和桩间土沉降明显减小,而桩顶和桩间土之间的差异沉降明显增大;桩土应力比随筋材刚度的增大先增长明显,而后趋于缓慢;当筋材刚度较低或上覆荷载很大时,土工织物散体桩可发生显著的弯曲变形而引起较大的沉降,碎石桩则在软土中容易发生鼓胀变形而引起很大的沉降,但两者均未在复合地基中形成剪切滑移的趋势。     

长江口软土地基水库围堤的防渗体结构探讨

充泥管袋充填粉细砂技术,在长江口软土地基上修筑围堤,取得了较好的效果。但围堤堤身均由透水性较强的粉砂料填筑而成,且围堤堤基浅部地层通常分布有粉土、粉砂土,属中等透水且易产生渗透变形。在库内外水头差的作用下,堤身、堤基土均可能产生渗漏及渗透变形问题,因此,水库围堤必须要采取渗流控制处理措施。结合本工程渗流控制措施的特点和难点,进行了多方案比选,并根据现场原型试验确定防渗体结构的最终结构形式和施工参数。还对推荐方案进行了详细的渗流控制分析计算,为类似工程提供参考。     

土工袋柔性挡墙位移模式及土压力研究

用土工袋构筑而成的挡土墙具有一定的柔性, 在墙后土压力作用下,墙体能够发生一定的变形, 墙后土压力分布及大小与刚性挡土墙大不相同。设计并进行了土工袋柔性挡土墙模型试验,通过试验观测了墙体的位移模式和墙后填土的破坏模式,研究了土压力沿墙体高度方向及墙体水平方向的分布;运用水平微分单元法推导了主动平衡状态下土工袋柔性挡土墙土压力的计算公式,土压力理论计算值与模型试验实测值基本吻合;进行了模型试验用土工袋层间摩擦试验,建立了土压力与土工袋层间摩擦力的平衡关系式,分析了土压力沿土工袋墙体水平方向的传递规律。     

长短桩筏板复合地基现场测试研究

为研究长短桩筏板复合地基加固效果,分别采用单点沉降计、沉降板、分层沉降计、土压力盒和孔隙水压力监测路基不同位置沉降、侧向变形和桩土应力。结果表明:上部荷载恒定后,后期路基沉降主要由下卧层压缩沉降产生,但是沉降量较小;侧向位移随着时间增长,位移速率和位移量逐渐减小,位移速率趋于稳定;在预压期间,素混凝桩土应力比先稳定后增加,CFG桩桩土应力比先稳定再减小;在上部填土重力作用下,长短桩复合地基超孔隙水压力呈现先产生骤然增加然后逐渐消散过程;随着上部荷载增加,筏板上应力由均匀分布变为抛物线分布再到马鞍形分布。     

加筋地基承载力特性及破坏模式的试验研究

利用自制的模型试验设备,做了一系列加筋地基的模型试验,应用数字照相变形量测技术,结合地基土压力和基础的沉降的量测来研究加筋地基的加筋机理和变形破坏模式。基础荷载作用下的地基变形场用连续的数码相片记录,然后用数字照相变形量测技术分析得到地基的增量变形场和地基的破坏面。试验结果表明,无加筋地基的破坏模式和经典的地基破坏模式吻合较好,加筋地基的破坏模式会因为加筋体的存在而发生一定程度的改变。文中模型试验所揭示的加筋地基的变形破坏机理可作为加筋地基的极限分析的基础。     

软土地基加筋石灰土路堤离心模型试验研究

对打设竖向排水体的软土地基加筋石灰土路堤进行离心模型试验,并同时进行了1组不加筋石灰土路堤的对照试验.在地基土中及其表面埋设和安装了位移计、孔隙水压力计和土压力计,并在模型土工格栅上黏贴了应变片以测试加筋拉力.试验结果表明:(1) 加筋减少了沉降量,其减少量8%左右,加筋路堤呈现较明显的地面隆起,而不加筋路堤主要表现为沉降;(2) 加筋和不加筋路堤地基中两者的孔隙水压力基本接近,在每一堆载休止期,孔隙水压力都呈较明显的消散;(3) 加筋后,路堤堆载压力可明显扩散,加筋路堤中心下地基土压力比不加筋路堤要小6%～10%,而坡脚下土压力前者比后者大40%左右;(4) 模型格栅拉力随加速度的增大变化规律较好,在休止期拉力持续增大,与沉降规律一致.在堆载高度0～2 m期间,格栅拉力较均匀分布,其后格栅中心处拉力明显比两侧增大;(5) 加筋对提高石灰土路堤的稳定性作用明显,可考虑在石灰土中加筋以提高其抗拉强度,并可进一步提高路堤的稳定性.     

高速铁路CFG桩-筏复合地基现场测试研究

基于沉降控制设计理念,沪宁城际铁路路基试验段采用CFG桩-筏复合地基。为探索其沉降控制机理和承载特性,对路基沉降变形、桩土应力分布、超孔隙水压力消散等进行了长期观测,获取了一些客观的数据。分析了路堤荷载作用下复合地基沉降、土体侧向变形、桩土应力沿路基横向分布以及孔隙水压力随时间变化规律,探讨了桩土应力比与荷载分担比变化规律。为CFG桩-筏结构在高速铁路软基处理中应用进一步理论研究与设计优化提供试验依据。     

软基和吹填土上加筋堤的离心模型试验及有限元分析

介绍软粘土地基及吹填土上土工织物加筋堤的离心模型试验,研究了不同排水条件、不同织物布置方式对堤坝稳定和变形的影响,并通过非线性有限元分析得到了加筋后堤坝侧向变形、沉降及应力的分布规律。     

论排水固结法加固软土地基

在软土地基上直接建造建(构)筑物时,地基将由于固结和剪切变形会产生很大的沉降,甚至由于强度不足而产生地基土破坏。 排水固结法能解决软土地基的沉降和稳定问题,如作用于地基的荷载小于地基的破坏荷载时,则在荷载作用下,饱和软粘土随着孔隙水压力的消散,地基便会产生排水固结,增加地基上的抗剪强度,提高地基土的承载力和稳定性。 1 工程基本情况 某矿尾砂坝采用筑土坝,坝高平均为18.55米,底宽97米,顶     

基于沉降控制的高路堤涵洞纵向调荷技术

为解决高路堤涵洞纵向不均匀沉降所带来的病害问题,基于纵向沉降控制的高路堤涵洞调荷机理,利用有限元软件研究涵洞填土与地基土特性以及不同EPS板参数对涵顶垂直土压力和涵底土体沉降的影响,通过离心模型试验探讨涵洞纵向铺设EPS板对高路堤及涵洞的沉降的影响。通过数值模拟计算,分析不同EPS板模量、铺设范围、厚度以及地基处理范围对高路堤涵洞纵向沉降差减少率的影响。研究结果表明:①填土模量与泊松比对涵顶垂直土压力及涵底土体沉降的影响不显著;②随着地基土模量与泊松比的增加,涵底土体纵向沉降趋于均匀分布;③数值仿真与离心模型试验成果得出,沿涵洞纵向分层铺设EPS板时,涵洞纵向调荷效果最佳;④通过数值模拟计算得到了基于纵向沉降控制的高路堤涵洞调荷设计计算方法。     

盾构隧道引起地层损失和地表沉降的离心模型试验研究

近年来,越来越多的盾构隧道穿越建筑密集区、重点建筑保护区和沉降敏感区,地面沉降的科学预测和合理控制成为亟待解决的问题。地层损失是盾构施工引起地表沉降的主要原因。利用离心模型试验对盾构隧道的地层损失进行了模拟,研究了地层损失与施工期及工后地表沉降的关系。通过量测、分析隧道纵向沉降、纵向应变、隧道周围土压力和超孔隙水压力的变化,研究了隧道的纵向沉降特性。     

振动沉管碎石桩处理填土地基效果分析

通过振动沉管碎石桩复合地基平板载荷试验、现场堆载试验,监测沉降变形和孔隙水压力的变化规律,对复合地基的加固效果进行了分析。经过碎石桩处理后的复合地基沉降量有效减小,孔隙水压力加速消散,土体的有效应力不断增加,地基变形以垂直向的压缩固结变形为主,达到了复合地基的处理效果。     

基于MIDAS的加筋垫层复合地基变形的研究分析

对吹填软土地基固结产生的沉降变形进行研究,使其满足建筑物上部对地基承载力的要求.利用MIDAS有限元软件,建立加筋复合地基固结沉降计算模型,对不同工法下的复合地基进行数值模拟,在此基础上采用二维固结分析计算,研究了复合地基的沉降变化规律、超静孔隙水压力消散规律以及固结度规律.结果表明:采用加筋复合土工格栅垫层处理吹填软土复合地基,可有效调整桩土应力比,减少复合地基沉降量;随时间增加超静孔隙水压力收敛加快,有效应力增大,变形减小.另外,通过数值分析可知,加筋复合土工格栅垫层的使用可减少砂石使用量,节约经济成本.