孔隙水压力测试和分析中存在的问题及对策

针对目前几种常用的孔压计封孔方法存在的问题,提出一种新的孔压计封孔技术,并在广州南沙一真空预压加固软基工程中进行对比试验。实测结果表明,采用传统塌孔方式封孔埋设孔压计难于封堵,上下孔压计容易连通,不同深度的孔压差几乎一致,测试结果误差较大;采用新的封孔装置可有效地防止孔压计上下连通,不同深度的孔压差变化呈现明显的差异性,测试结果较为准确,且施工方便,孔压计定位准确。同时,还分析土体压缩和地下水位的变化对孔隙水压力的影响:土体压缩和地下水位变化越大,对孔隙水压力的影响就越大。土体压缩和地下水位变化对孔隙水压力的影响可达20kPa,因此在研究孔隙水压力消散规律或超静孔隙水压力分布模式时,须扣除因土体压缩和地下水位的变化而引起的孔隙水压力变化值。     

预应力薄壁管桩施工引起的孔隙水压力试验研究

软土地基中预制桩施工往往会产生较大的孔隙水压力。分析了海相软土中预应力薄壁管桩采用锤击沉入法施工产生超孔隙水压力的变化规律。通过对单桩沉桩过程中孔隙水压力的观测,得出以下结论:单桩施工引起的孔压在初期消散较快,其后逐渐缓慢;引起的最大孔压接近于上覆有效土压力的1.5倍。最后提出了控制和减小孔隙水压力的施工措施。     

孔压静探贯入过程引起的超孔隙水压力变化

通过进行孔隙水压力静力触探（简称孔压静探）模型试验，研究孔压静探贯入时周围土体超孔隙水压力的变化情况，并与理论研究进行对比，得出试验条件下周围土体因贯入产生超孔压的变化规律及初始超孔压的分布规律和影响范围。     

路堤稳定性控制中的孔隙水压力观测

介绍了孔隙水压力观测的意义，论述了路堤稳定性控制中孔隙水压力的测试过程，结合工程实例，探讨了孔压过程线的分析应用，以更好地对设计、施工提出意见和建议，保证软基路堤施工的顺利进行。     

PHC管桩在高速公路桥梁工程施工中引起的超孔隙水压力分析

根据某高速公路桥梁工程PHC管桩施工过程中的实测结果,利用各测点产生的超孔压消散曲线,结合孔压计埋设图,分析了超孔隙水压力的大小、分布、变化规律及影响范围,得出以下结论:1)随着入土深度的增大,孔隙水压力均有开始减小然后增大的过程;2)测点距离沉桩越近,孔隙水压力影响越大,且孔隙水压力数值变化越明显;3)位于深层的超孔隙水压力随着有效半径的减小明显增大。提出了减弱超孔隙水压力的措施。     

软土地区桩基施工中的孔隙水压力监测标准探讨

软土地区桩基施工产生的挤土效应会严重影响成桩质量,孔隙水压力监测作为一种重要的监测手段对于信息化指导桩基施工意义重大,但目前的孔压监测标准由于未全面地考虑土性的影响,尤其是饱和软粘土中结合水的性质和土体自身强度,故在工程实践中的应用效果不甚理想。本文将强结合水视作土体骨架的一部分,对软土中上覆有效应力的计算模式进行了修正,提出了以单桩沉桩引起桩周土超孔隙水压力理论公式为基础的孔压监测标准,较好地反映了控制沉桩速率和调整打桩区域对孔压变化规律的影响。     

预应力薄壁管桩群桩施工引起的超静孔隙水压力试验研究

海相软土中预应力薄壁管桩采用锤击法施工会产生较大的超孔隙水压力。通过某工程实测表明:群桩施工引起的孔压在初期消散较快,其后逐渐缓慢;引起的最大孔压接近于80 kPa。在群桩施工结束的1个多月后,桩间土超静孔隙水压力尚未能彻底消散,剩余的最大超静孔隙水压力还有10~20 kPa。群桩的施工导致孔压的叠加,对孔隙水压力的大小产生显著的影响。因此,必须采取合理的施工工艺,来控制孔隙水压力并加快孔隙水压力的消散,以使群桩施工能顺利的进行。     

静压管桩施工过程中的孔隙水压力监测、

静压管桩施工过程中会在瞬间产生很大的超孔隙水压力,可能对周围建筑物和地下管线产生破坏。介绍孔隙水压力监测方法,讨论孔隙水压力计量程选择及基准值取值问题。研究土体内孔隙水压力沿深度方向变化规律时,建议选用“一孔多计”方式,并确保封孔效果;研究监测频率确定方式,提出压桩速率可以通过孔隙水压力和上覆土层自重应力的比值不超过0．6来加以控制。     

水下真空预压过程中孔隙水压力变化规律研究

孔隙水压力的量测和分析对研究水下真空预压法具有重要意义。在已经完成的水下真空预压现场试验中,把孔隙水压力做为主要研究对象进行了监测。结果显示孔隙水压力的变化受膜上水压和膜下负压的影响。水下真空预压期间土体中各点应力的改变等于加固前孔压与加固过程中孔压之差。膜上水压可以做为预压荷载。当膜上水压增大时,增加的水压使土体产生正的超静孔隙水压力,相当于堆载。水下真空预压过程中负超静孔压分布的不均匀使加固区内产生差异沉降和不均匀的强度增长。     

循环荷载下砂质混合土孔隙水压力特性研究

通过对各种细颗粒含量的土实施从小到大应变水平的动力循环荷载试验,采用累积损失能量的观点,分别考察了土的细颗粒成分含量、围压、加载频率、加载形式及荷载的不规则性对孔压的影响,提出了孔隙水压力和累积损失能量的归一化方法,建立了砂质混合土的孔隙水压力上升模型,并探讨了模型参数和土的细颗粒成分含量的关系。     

高速列车振动下隧道周边砂土液化研究

以广深港高速铁路狮子洋盾构隧道为背景,考虑流固耦合作用,通过FLAC3D软件对列车荷载引发的地层动力响应进行了数值模拟,分析了列车高速通过隧道时孔隙水压力和超孔压比的变化规律。计算中,采用车辆-轨道耦合模型得到列车轮轨激振力。采用循环活动性准则判别砂土液化。结果表明,高速列车荷载作用下,孔隙水压力增大,超孔压比峰值出现在地表,但其值很小,不会发生液化;两列列车交会通过隧道时,超孔压比近似对称分布,其最大值比单列列车通过情形略有增大。     

正冻多孔介质耦合模型研究

 通过分析多孔介质孔隙水的相变过程,研究孔隙冰与孔隙水含量随温度改变的变化规律,建立描述冷冻条件下孔隙冰与孔隙水饱和度的数学关系式。通过引入低温多孔介质有效孔隙压力概念,建立基于多孔连续介质力学理论的低温多孔介质孔隙压力变化的耦合模型,提出低温冻结情况下饱和非饱和多孔介质的体积热膨胀系数表达式。应用现有的试验成果论证此研究模型的正确性。研究成果表明建议的模型能够正确地模拟正冻孔隙介质的有效孔隙压力和骨架应力,并能反映冻胀融缩的变形特点,为科学研究低温多孔介质的应力与变形特点提供合理可靠的方法。     

高孔隙水压力对岩石蠕变特性的影响

设计3种加载方式,其中一种施加高孔隙水压力,分别进行分级加载蠕变试验,用于研究分析高孔隙水压对岩石蠕变特性的影响。首先,利用大理石加工的标准圆柱试件,按3种加载方式分别进行蠕变试验,得到轴向、横向的蠕变变形过程曲线,以及岩石破坏时的破坏形态;然后,对3种加载方式下的岩石轴向应变、横向应变、剪应变、体积应变以及破坏形态等进行比较分析;最后,在比较分析的基础上,总结高孔隙水压力对于岩石蠕变及破坏的影响。研究表明:孔隙水压力作用明显,但不是完全作用,即孔隙水压力作用系数接近于1;在高孔隙水压力作用下,岩石的强度大大降低,承载时间大大缩短,破坏时的应变也降低;虽然3种加载情况都是以剪切破坏为主,但在有高孔隙水压力作用下,岩石的破坏更具有突然性;可能不存在一个统一的等效应变阈值,使在不同的加载情况下,应变超过该阈值后即产生加速蠕变破坏;在加速破坏前,除瞬时加载产生的体积应变外,在蠕变过程中,岩石体积应变几乎不变。该成果对于进一步研究考虑孔隙水压力影响的非线性蠕变模型具有指导意义,也可对高孔隙水压力作用下的岩石结构工程处理措施提供指导。     

群桩沉桩引起的超孔隙水压力的室内模型及试验分析

基于群桩模型试验,分别对单桩和群桩沉桩时引起的超孔隙水压力的变化情况进行量测,并对超孔压的分布、消散和施工顺序的影响给予分析。试验结果表明:随着沉入土体内桩数的增加,超孔隙水压力不断积累,但累积到一定程度后增幅变缓。沉桩顺序对超孔隙水压力有影响。在水平方向,随着测点至桩轴距离的加大而呈非线性减小,超孔压的影响范围约在5倍桩径内;在桩群范围内,超孔隙水压力沿深度是不断增加的,且外侧增加幅度大于桩群区域。超孔压的消散与土体的渗透性有关,消散要经过一个缓慢的过程,群桩施工时要注意采取能使孔隙水快速排出的措施,以减小沉桩挤土效应。     

浅层点振源作用下饱和砂层的超孔隙水压力

地震时,由于向上传播的地震波的作用,可能在饱和松砂中产生很高的超孔隙水压力,导致砂土发生液化。但至今还缺乏地震时土中超孔降水压力发生过程的实测资料。作者利用振动水冲器在施工过程所产生的振动,记录其周围饱和松砂中超孔隙水压力的产生过程,发现在这种振动条件--浅层点振源,形成的超孔隙水压力,基本上是由两部分组成的。即脉动孔隙水压力与应变孔隙水压力。脉动孔隙水压力是振动纵波在水中直接传播的结果。振动的纵、横波还通过土骨架向外传播,传播过程使土骨架产生应变势。应变超孔隙水压力是上耦合于骨架剩余应变势的反映。这两部分的比例与震中距及砂土密度有失。超孔隙水压力场与地面加速度场相似,基本上是震中距的幂函数.     

泥水盾构泥膜形成时开挖面地层孔压变化规律研究

为保证开挖面的稳定，泥水盾构泥水舱中的泥浆必须在开挖面上形成微透水的泥膜，将部分泥浆压力转化为有效应力，泥浆压力才能平衡地层中的土压力和水压力。目前关于泥膜形成时泥浆压力的转化规律及其影响因素尚不清楚。针对这一问题，在自制的泥浆渗透装置中，以12组不同性质的泥浆开展渗透试验，通过测定泥膜形成过程中地层超静孔隙水应力的变化，并分析影响其分布的因素，明确了泥膜的作用机理。结果表明：随着泥膜的形成，泥浆压力在地层中转化为抵抗地层静水压力的孔压、超静孔隙水应力和抵抗地层土压力的有效应力；超静孔隙水应力在泥膜段迅速降低，在地层深处逐渐趋于稳定；泥浆的密度是影响地层超静孔隙水压力分布规律的主要因素之一，泥浆黏度对其影响较小。这一结果对于泥浆压力的设定和泥浆的配制有重要的指导意义。     

真空联合堆载预压中孔压监测研究

在阐述孔压监测重要性的基础上,结合实际工程的监测数据分析了孔压的变化规律,并解释了其产生的原因,同时针对孔隙水压力计的埋设,提出了一些控制要点,为孔压监测的进一步研究提供参考。     

孔隙水压力-围压作用下砂岩力学特性的试验研究

利用MTS815岩石力学测试系统进行两类三轴压缩对比试验:一类是非充水条件下不同围压时的三轴压缩试验;一类是充水条件且围压保持恒定时不同孔隙水压力作用下的三轴压缩试验。基于莫尔-库仑准则,分析非充水条件下,不同围压σ3作用对细砂岩的峰值破坏强度σ1max及其对应的轴向应变ε1max、剪切强度τ和正应力σ等参数的影响;充水条件下,围压σ3恒定时不同孔隙水压力P作用对细砂岩的峰值破坏强度σ1max及其对应的轴向应变ε1max、有效峰值破坏强度σ1′max、有效围压3σ′、有效剪切强度τ′和有效正应力σ′等参数的影响。研究结果表明:(1)充水条件下,随着有效围压σ3′的增加,有效峰值破坏强度σ1′max呈增大的趋势,但在相同围压条件下随孔隙水压力P的增加有效峰值破坏强度σ1′max呈逐渐减小的趋势;(2)非充水条件下的τ-σ曲线和充水条件下的τ′-σ′曲线既可采用一元二次方程拟合,也可采用线性方程拟合,其相应强度曲线均能较好地符合莫尔-库仑准则;(3)有效剪切强度折减系数K可以较好地表征孔隙水压力P对有效剪切强度τ′的影响。     

循环荷载下饱和砂土固–液相变特征

基于南京饱和细砂动三轴试验发现,循环荷载下饱和砂土应力–应变率曲线形状随孔压累积由“椭圆形”渐变为“哑铃形”。“哑铃形”关系曲线的出现表明饱和砂土具有低抗剪性和流动性。定义了反映循环荷载下饱和砂土流动性的平均流动系数以及反映流动性随振次变化的流动曲线,发现流动曲线具有明显的三阶段特征。给出了相对密度、有效固结压力和循环应力比对流动曲线的影响规律。提出以平均流动系数急速增长初始点作为饱和砂土由固态向液态转变的临界点,据此定义平均流动系数急速增长初始点对应的孔压比为相变孔压比。试验发现,各工况的平均流动系数与孔压比关系曲线基本一致,相对密度、有效固结压力和循环应力比对相变孔压比几乎无影响,各工况相变孔压比均在0.8左右。     

埋入式微型孔压计在真空预压模型试验中的应用

孔隙水压力的测量和分析对研究真空预压法具有重要意义。实际工程中的孔隙水压力计已经得到广泛应用,但是由于制造工艺上的限制,目前能用于真空预压室内模型试验的微型孔隙水压力计国内还比较少见。本文介绍了两种埋入式微型孔隙水压力计,利用自行设计和组装的仪器进行孔隙水压力计负压量程的标定,并进行了真空预压室内模型试验,从而评价微型孔隙水压力计的测量效果。标定试验结果表明,两种埋入式微型孔隙水压力计能准确地测量正压,并且对负压的测量结果精度也非常高。应用试验结果表明,排水板中的微型孔隙水压力计测量结果与膜下真空度变化规律一致;利用土体中的孔隙水压力计测量结果计算得到土体的固结度略小于由实测沉降数据计算的固结度,但变化规律一致,这充分说明这两种微型孔隙水压力计能够精确地测量真空预压中的负孔隙水压力。