高液限膨胀性黏土基桩工作性状的离心机试验研究

通过离心机试验研究高液限强膨胀性黑棉土地基中4根模型基桩在浸水条件下桩头位移和桩身轴力的变化规律,考虑的影响因素包括桩长、桩头荷载以及是否采用隔胀措施。通过自主设计制作的离心机内降雨装置和模型土层中的渗流通道实现黑棉土地基浸水条件。试验发现,黑棉土浸水后对桩身轴力的影响分为两阶段:前期土体刚度降低阶段,黑棉土遇水刚度降低后能提供的摩阻力明显降低,使得桩身轴力增大;后期胀拔阶段:黑棉土遇水膨胀隆起,对桩基产生向上的胀拔力,桩身轴力减小。此外,浸水引起的桩头位移变化与桩顶受荷情况密切相关:未受荷桩发生上拔位移,而荷载为625 k N的桩发生沉降位移。在桩周采取隔胀措施可以削弱甚至消除黑棉土变形对桩基的不利影响。     

黑棉土力学特性和单桩承载特性试验研究北大核心CSCD

黑棉土是一种特殊的强膨胀土,为避免其胀缩导致的基础和结构损坏,需研究其力学特性及桩基承载特性。首先通过室内试验测定黑棉土的有荷膨胀特性、侧限压缩特性和剪切特性。试验结果表明,当上覆压力由0k Pa增加到300k Pa时,土体的有荷膨胀率从36.6%减小至3.3%;含水率增大时,土体平均侧限压缩模量和抗剪强度均减小;含水率为52.0%的黑棉土在较大剪切位移(6mm)时的黏聚力较峰值强度下的黏聚力下降70%。之后通过离心机试验比较不同含水率的黑棉土地基中单桩的承载特性发现,相比含水率为23.0%的黑棉土地基,含水率为52.0%的黑棉土地基中单桩的刚度和承载力均明显降低,桩端阻力的下降尤为明显。建议在工程桩基设计中,湿化下黑棉土的摩阻力宜采用大剪切位移下土体抗剪强度。     

黑棉土力学特性和单桩承载特性试验研究

黑棉土是一种特殊的强膨胀土,为避免其胀缩导致的基础和结构损坏,需研究其力学特性及桩基承载特性。首先通过室内试验测定黑棉土的有荷膨胀特性、侧限压缩特性和剪切特性。试验结果表明,当上覆压力由0k Pa增加到300k Pa时,土体的有荷膨胀率从36.6%减小至3.3%;含水率增大时,土体平均侧限压缩模量和抗剪强度均减小;含水率为52.0%的黑棉土在较大剪切位移(6mm)时的黏聚力较峰值强度下的黏聚力下降70%。之后通过离心机试验比较不同含水率的黑棉土地基中单桩的承载特性发现,相比含水率为23.0%的黑棉土地基,含水率为52.0%的黑棉土地基中单桩的刚度和承载力均明显降低,桩端阻力的下降尤为明显。建议在工程桩基设计中,湿化下黑棉土的摩阻力宜采用大剪切位移下土体抗剪强度。     

黑棉土路基施工技术探讨

黑棉土是分布于东非地区的一种特殊土层,是由火山灰与地表植物相结合的一种产物。由于蒙脱石矿物成分很高,是水化膨胀性很强的土壤,黑棉土遇水后膨胀,失水后收缩并产生龟裂;而肯尼亚地区每年有两个雨季两个旱季,干湿气候变化明显。黑棉土的胀缩特性及当地气候变化直接影响了黑棉土路基换填设计方案。     

非饱和膨胀土-桩界面大型剪切试验与本构模拟

目前对于膨胀土-桩接触面的研究较少,没有合适的接触面本构模型能够考虑土体含水率对接触面的影响,为揭示含水率影响下的膨胀土-桩接触面的强度特性以及在剪切过程中的剪胀性,对膨胀土-桩接触面开展不同含水率的大型直剪试验。试验结果表明,不同含水率和法向压力下的接触面剪切强度曲线均呈现硬化的特性,接触面法向位移均呈现先剪缩,达到相变状态后再发生剪胀,最终趋于临界状态的现象。提出了一个接触面弹塑性硬化本构模型,并将所提出模型通过Fortran语言编写为ABAQUS有限元软件的UINTER子程序,并对试验结果进行了应力-应变模拟,合理地再现了含水率对桩-土界面力学行为的影响规律。     

膨胀土中单桩性状的模型试验研究

桩基是一种有效处理膨胀土的方法,膨胀土中桩基的工作性状会受到膨胀土浸水膨胀的影响。通过大型模型试验分析了浸水对膨胀土中单桩承载特性的影响,研究了浸水过程中单桩的上升和胀切力的变化规律。试验结果表明:由于膨胀土浸水软化作用,膨胀土中桩的侧摩阻力和承载力明显降低,而由于膨胀作用,桩中产生胀切力而使桩上升。     

广西上思地区膨胀土特性及抗滑技术研究

通过现场地质调查、矿物成分分析、物理力学试验对广西上思某膨胀土的结构特征和工程特性进行研究,研究结果表明该地区膨胀土为残坡积物,矿物成分以伊利石、高岭石为主(总含量的65%),化学成分主要是Fe_2O_3,Al_2O_3和SiO_2;抗剪强度受基质吸力影响较大,基质吸力大小需结合土体微观结构来确定。土粒接触类型在干燥到饱水时呈现点接触到凝聚型接触的转变导致土体具有强烈的干缩湿胀性,而干缩湿胀性是导致边坡失稳的主要原因。提出膨胀土边坡的抗滑结构宜采用刚性强桩,并采用数值模拟对抗滑桩方案进行检验。     

基于直觉模糊集的膨胀土胀缩性评价

膨胀土胀缩等级的分类是治理膨胀土工作中的首要问题，为了准确评价膨胀土的胀缩性等级，以便于现场及时采取相应工程措施，减少灾害的发生，本文提出了综合考虑主、客观权重的直觉模糊集评价模型。选取液限、胀缩总率、塑性指数、天然含水率和自由膨胀率5个评价指标构成评价属性集。针对某高速公路的钻孔土样建立直觉模糊评价模型，并分析了指标权重变化对于胀缩性评价结果影响的灵敏度。研究结果表明：基于直觉模糊法的评价结果与模糊数学法、物元可拓法、变权靶心贴近度法和未知测度法的评价结果较为吻合，本文通过与4种有效模型评价结果相互印证的方式验证了直觉模糊集理论建立的评价模型应用于膨胀土胀缩性评价的合理性和可行性；针对某高速公路的局部钻孔土样的指标模糊性分析表明，自由膨胀率、塑性指数、天然含水率、胀缩总率、液限的指标权重的选取对胀缩性评价结果的敏感性依次减弱，其中自由膨胀率模糊性值最小、敏感性最强，而液限的模糊性值最大，因而随着液限权重的变化对胀缩性评价结果的影响较小。     

膨胀土施工技术

一、概述膨胀土是一种粘粒成分主要由亲水性矿物如蒙脱石、高岭土、伊利石等组成，具有较大胀缩性能的高塑性黏土。这种土强度较高、压缩性很小，并有吸水膨胀，失水收缩和反复胀缩变形的特点，性质极不稳定。西安—南京铁路28标段位于河南省潢川县境内，年降水总量1 137ml，路基填料为膨胀土，土壤结构密致，干燥后坚硬，呈黄红、褐色、灰色。该路基设计根据膨胀土的性质采取了：边坡采用土工网垫种草籽；基床表层路堑地段换填砂60cm，路堤地段换填20cm；路基表层设土工布等防护加固措施。二、根据我们的施工的路基和附近施工的新312公路路…     

膨胀土等级判别的遗传支持向量机多分类方法

针对支持向量机模型中的参数难以确定的状况,提出了遗传支持向量机方法,即利用遗传算法来搜索支持向量机与核函数的参数,避免了人为选择参数的盲目性,同时提高了支持向量机的推广预测能力,并将该方法应用于膨胀土胀缩等级的判别分类问题。考虑影响膨胀土判别的重要因素,选用液限、胀缩总率、塑性指数、天然含水量和自由膨胀率5个指标作为模型的判别因子,以4类膨胀土胀缩等级作为相应的输出,以膨胀土实测数据作为学习样本进行训练,建立相应分类函数对待判样本进行分类。研究结果表明：遗传支持向量机模型分类性能良好,预测精度高,是膨胀土     

酸性土腐蚀对钢桩基础承载性能的影响

土质酸性是导致钢桩腐蚀的主要原因之一。服役于酸性土中的钢桩将会被侵蚀,导致桩身材料劣化,影响了桩基的安全性和耐久性。为了了解腐蚀桩的承载性能,通过中性和模拟酸性土两种环境下的桩基室内模型试验,测得腐蚀前后承台沉降量和桩端阻力值随桩顶加卸载的变化规律以及地面堆载固结过程中各土层沉降量、桩端阻力值、桩身轴力值以及桩侧摩阻力的变化情况。研究表明,由于腐蚀钢桩表面产生大量疏松的锈蚀产物,使桩–土界面的黏着力大大降低。桩顶承台的沉降量较未腐蚀桩大,腐蚀桩的桩端阻力值比未腐蚀桩大。而在堆载固结条件下,由于堆载作用不仅加速了桩间土体的固结,桩–土界面再次挤密,单桩以及群桩中各桩的桩端阻力值减小。腐蚀桩的中性点位置明显下移,腐蚀率越大的桩,桩侧负摩阻力的增加值越大,腐蚀前后中性点位置处桩身轴力变化率越大。研究成果可以为腐蚀条件下各类桩基载荷性能研究提供参考。     

考虑桩侧土体三维效应和地基剪切变形的隧道开挖对邻近桩基影响分析

目前就隧道开挖对桩基变形影响的解析理论研究一般基于Winkler地基模型,较少考虑地基的剪切变形和桩侧土体三维作用效应。基于Pasternak地基模型,首先推导了隧道开挖与邻近桩基相互作用的简化理论解,该解反映了地基剪切变形但未考虑桩侧土体三维作用效应。在此基础上,为反映桩侧土体三维作用效应,将其等效成集中力通过剪切层传递到桩基两侧,推导了体现三维作用效应的群桩反应表达式。将考虑与不考虑桩侧土体三维作用效应的结果进行对比,发现考虑桩侧土体三维作用效应的桩基水平位移和弯矩值更接近监测数据和离心试验数据。此外,还针对群桩影响因素进行了分析。结果表明：土体剪切变形对桩基影响不容忽视,剪切层模量越大,隧道开挖引起的桩身水平位移越小;桩径越大,桩身水平位移越小,桩身弯矩越大;桩基与隧道距离越小,桩基最大水平位移和弯矩值越大。     

岩溶地区高层建筑刚性桩复合地基现场试验研究

某高层建筑建造于岩溶场地,采用刚性桩复合地基。在现场开展了大型坑下综合性原位试验,包括多项载荷试验、桩与土的应力测试以及沉降观测等。运用BOTDA分布式光纤技术,获得复合地基桩身应力及桩侧摩阻力连续分布曲线。基于试验数据,对复合地基的荷载传递机制、荷载分担变化与发展规律、桩与土承载力发挥状况等进行了分析,研究了土层注浆和桩底后注浆对复合地基承载力与应力分布的影响。研究表明：增强体采用非挤土置换成桩工艺,对桩间土具有加固效果;桩底后注浆对复合地基的加固效果主要体现在加载后期的较高荷载水平下;土层注浆在提高桩间土和复合地基承载力的同时,降低了桩、土相对刚度,总体上有利于发挥土的承载作用;土层注浆对桩侧正、负摩阻力发挥均具有作用,可减少荷载经桩传递产生的下卧层附加应力,有利于下伏溶洞的安全。根据研究结果,给出了采用土层注浆时复合地基承载力发挥系数的建议值。     

松散软土场地采用静压管桩的施工技术

沙湾水厂二期工程原场地为软土 ,经填风化土后 ,进行静压管桩的施工。基坑开挖后发现清水池部分管桩严重倾斜 ,经检测同时存在桩身缺陷。经过分析 ,总结了松散软土场地采用静压管桩的施工技术措施     

路基下载体桩及载体桩复合地基的受力研究分析

本文通过单桩和载体桩载荷试验分析研究了载体桩受力与普通桩基受力的区别,并结合载体桩复合地基的载荷试验,分析了载体桩复合地基在受力情况下载体桩受力与载体桩桩基受力的区别,研究了载体桩复合地基的受力机理。通过监测载体桩复合地基载荷试验和路基填土荷载下载体桩复合地基桩顶的桩土应力比和桩身钢筋受力随荷载的变化,分析了载荷板试验情况下及实际填土工况下复合地基受力的不同之处,以便选择更加合理的检测方法检测路基下复合地基的承载力。     

膨胀土地基基础设计浅谈

针对膨胀土地基特点及危害,介绍了常规的膨胀土地基处理方法,具体阐述了多层及高层建筑中选用桩基础处理膨胀土地基的适用性,并对层数不多或单层建筑膨胀土地基处理原则及措施作了说明,以指导实践。     

深厚软土超长预应力高强混凝土管桩轴向受力性状的试验研究

通过在管桩的钢筋笼里面添加带应变计的附加钢筋,对珠海保税区深厚软土地基中超长预应力高强混凝土(PHC)管桩进行了轴向静载试验和桩身轴力的测试,探讨了深厚软土地基中超长PHC管桩的竖向承载特性和荷载传递机理。结果表明在深厚软土地基中,超长PHC管桩表现出端承摩擦桩的承载性状,因此应当选择压缩性较小的土层作为持力层;超长PHC管桩的桩端土刚度对桩侧摩阻力的发挥有极大的影响,提高桩端土刚度对桩侧摩阻力有明显的增强作用;适当地增加桩长可以提高桩基的极限承载力;在长细比较大的超长PHC管桩设计中,除了从极限承载力和桩顶沉降来考虑外,还应该注意桩身强度的影响;同时,在沉降计算中,要充分考虑桩身压缩引起的沉降。该试验方法和试验结果对今后PHC管桩的研究和设计应用具有重要的指导意义。     

刚性桩复合地基与复合桩基工作性状对比试验研究

针对高层建筑筏板荷载分布特点,采用内密外疏布桩方式,通过现场缩尺(1:10)模型试验,完成了带上部结构的复合地基与复合桩基载荷试验,分析了筏板沉降、桩端平面以下地基沉降和筏板外侧地面沉降、筏板下桩土反力分布、桩身轴力和侧摩阻分布及桩土荷载分担比,研究了工作荷载下复合地基与复合桩基的工作性状。与复合桩基相比,得出复合地基总沉降大、差异沉降小、桩端平面以下沉降小、桩上段存在负摩阻、桩间土荷载分担比大、桩荷载分担比小的试验结果;复合地基可以更好地调动浅层地基土承载力,而复合桩基则能更好地调动深层地基土承载力,所得结论可为进一步理论研究及工程设计提供有益参考。