深厚软土工后沉降预测及其参数的反分析

本文提出了考虑土体参数非线性变化对固结过程影响的改进一维固结模型,利用实测的软土地基沉降资料反演软土层的主要特性参数,进而利用改进的固结理论所建立的计算模型进行地基的沉降过程和总沉降的计算。根据广东某工程的实测沉降资料,利用所建立的计算模型反演计算有关参数和地基沉降过程,经与实测结果进行比较,发现二者吻合较好,说明改进的理论模型是合理的,具有实用价值,可供同类工程借鉴和参考。     

次固结阶段海积软土地基沉降预测方法及应用

由于计算方法不合理,岩土参数取用不准确,地基沉降的理论计算和数值分析结果往往与实际情况存在较大差异。在掌握大量沉降观测数据的基础上,运用曲线拟合推算方法来预测沉降发展趋势和最终沉降量相对切合实际,具有一定优势。这些推算方法多不需要室内试验资料,推算过程简便,易于被工程技术人员接受。考虑到海积软土地基沉降曲线在主、次固结阶段的不同特征和次固结沉降的有限性,本文对Buisuman公式的次固结计算模型进行了改进,提出了一个针对次固结阶段沉降的推算新方法,并通过工程实例对该方法的可行性和合理性进行了验证。实例证明,所提出的次固结沉降推算方法简便实用,参数较易于获取,具有很好的推广应用价值。     

应用直线拟合计算软土压缩过程中固结系数的方法研究

地基沉降预测对于建筑物的施工过程的控制以及长期稳定分析至关重要,而作为沉降预测理论依据的固结理论中,固结系数是一个关键的计算参数,其准确程度直接决定地基沉降预测的准确程度。本文提出了一种应用直线拟合求解软土压缩过程中固结系数的方法,方法提出在应用时间平方根法计算土固结系数时,采用计算软件拟合数据的方法,对开始段直线进行拟合,从而大大减少人为因素影响,提高参数求解精度。应用该方法对一系列固结试验结果进行分析,并与由实测渗透系数求得的固结系数进行了对比表明,本方法能有效地减少人为误差、适用可行。     

塑料排水板处理软土地基的离心模型试验研究

采用大型土工离心机对某海上机场工程近海软土地基上堤坝施工期及运行期进行了模拟。原型中采用塑料排水板固结法处理软土地基,模型中则根据固结过程相似的原理,换算成等效圆截面排水体,在模型制作中采用等效透水滤芯来模拟。试验中采用停机加载法模拟分级施工加载过程。根据激光位移传感器试验数据可以计算得出相应原型软土地基的沉降特性。利用试验得到的沉降曲线,采用"经验双曲线法"推算出了地基最终沉降,然后得出按沉降推算的分层地基平均固结度随时间的变化。对比沉降推算的运行5 a时软土地基固结度和理论计算结果,二者基本接近,表明文中塑料排水板的模拟方法用于离心模型试验是可行的。通过与理论计算结果比较,表明试验采用的塑料排水板模拟方法是可行的。     

温州机场一期跑道地基长期沉降分析和探讨

本文以温州机场一期跑道20多年来地基沉降实测数据为基础，结合机场周边的工程活动对地基工后沉降的影响因素进行分析，得出抽取地下水对软土地基沉降影响较大，并通过工后固结沉降实测值与理论计算值进行对比，验证工后固结沉降理论计算准确性，为类似工程提供参考。     

论高填路堤填土施工对饱和粘土地基的影响

阐述了粘土的基本特性，从分层务次间隔加载、一次加载，分析了填土施工方法对软土地基固结与沉降的影响，指出地基的固结与沉降对高填方路堤沉降稳定影响主要是厚度较大、渗透系数或固结系数相对较小的深厚粘土地基。     

考虑地基土非线性固结的桩侧负摩阻力计算方法研究

针对软土地基因固结沉降在桩侧引发的负摩阻力问题,从桩土相互作用机理出发,首先,根据软土压缩曲线性质,采用双曲线应力应变模型考虑地基土固结非线性特性,推导了桩侧土沉降随深度和时间变化的计算公式;其次,引入Gibson地基理论考虑地基土的非均质性,结合桩土界面剪应力–剪应变双曲线模型,建立了反映桩土界面剪切刚度系数随深度非线性增长的荷载传递函数。在此基础上,联立桩体平衡方程,获得了桩侧摩阻力、桩身轴力分布和中性点位置。最后,将理论计算曲线与工程实测曲线进行对比,并进一步分析了压缩试验参数、固结度、桩径及桩长、地表堆载对桩侧负摩阻力及中性点位置的影响,结果表明计算方法是可行的,可为类似工程提供参考。     

一种现场测定地基固结系数与渗透系数的方法

地基固结系数及渗透系数是地基计算及设计中的关键参数。本文利用IFCOBAT系统测试地基原位水平固结系数和渗透系数,采用考虑塑性区内外孔压系数不同的圆柱形孔洞扩张理论和一维径向固结方程模拟滤头周围的初始超静孔隙水压力分布及其消散过程,在渗透系数分析中,同时考虑了针头对流经水的阻力和滤头及容器内水柱的影响。现场测试结果与薄壁土样的室内试验结果的比较分析表明,现场测定的固结系数和渗透系数与室内试验结果接近。另外,还讨论了两种测试结果之间差别的原因及其合理性。     

软土结构性对渗透及固结沉降的影响

基于原状土与重塑土的一维固结及渗透试验分析,得到土体结构性对渗透的影响特征,并提出土体的渗透系数与孔隙比的计算公式。根据对土体的应变特性的试验分析,给出考虑土体结构性的沉降计算方法,尤其是在固结系数的计算公式中考虑结构性的影响。该计算方法避免传统方法必须进行绘图的缺陷,且可进行数值化计算,并通过工程实例验证该方法的可靠性。     

高速铁路软土路基采用粉喷桩处理的沉降预测与控制

高速铁路不仅要求路堤稳定,而且对路堤工后沉降的控制有极严格的标准,《京沪高速铁路设计暂行规定》规定:路基建成后铺设无缝轨道时,路基工后沉降量一般地段不应大于5cm,年沉降速率小于2cm/a。同时从京沪高速铁路沿线的工程地质条件分析,仅上海—南京段软土地基总长度达到103.6km,因此,软土地基工后沉降的有效预测与控制成为高速铁路路堤设计与施工的关键。粉体喷搅桩(简称粉喷桩)是近年来软土地基处理常用的方法之一。天然软土地基经过粉喷桩处理后,形成粉喷桩复合地基,达到提高地基承载力和减少沉降的目的。围绕满足高速铁路严格的工后沉降要求出发,改进和完善了粉喷桩复合地基沉降计算理论,推导出粉喷桩复合地基固结度计算公式,从粉喷桩处理软土地基的机制、处理效果、桩土变形特性及复合地基固结特性等方面进行系统的研究,主要内容如下:(1)粉喷桩复合地基剩余沉降计算方法研究。以Terzaghi一维固结理论为基础,推导出粉喷桩复合地基加固区平均固结度的计算公式,考虑了桩体刚度对固结的影响因素。提出与沉降相关的粉喷桩复合地基平均固结度计算公式,修正了以往计算平均固结度时不考虑沉降的不合理性。建立了粉喷桩复合地基工后沉降及铺轨后某一时刻剩余沉降计算公式。现场实测验证了公式的合理性及其反映规律的正确性。(2)对粉喷桩复合地基临界桩长的机制和测试结果进行分析。临界桩长的确定对粉喷桩复合地基的应用意义较大,提出粉喷桩复合地基临界桩长存在与否的新观点,较为合理地解释了目前临界桩长研究中出现的矛盾。在目前常用的水泥掺入比、桩径等条件下,粉喷桩复合地基的临界桩长并非总是存在,其存在与否与地质条件、桩身强度的分布等因素有关。对于桩体打穿软土层至相对硬层、桩身强度比较均匀的粉喷桩复合地基,并不存在临界桩长。(3)首次将粉喷桩复合地基技术应用于工后沉降要求严格的我国第一条高速铁路软土地基,研究了粉喷桩复合地基处理软土路基的适用性。粉喷桩复合地基的成功应用,将为我国高速铁路和客运专线的建设节省巨大的投资,同时也拓宽了粉喷桩复合地基的应用前景,具有较大的理论意义和重大的社会经济效益。(4)系统地进行了粉喷桩复合地基的变形和应力的原位观测,分析粉喷桩复合地基地表沉降、深层沉降、侧向位移、桩土沉降差、桩土应力比,研究复合地基土体的固结特性,得到许多有价值的结论。进行粉喷桩复合地基工后沉降预测与控制研究,得出采用粉喷桩复合地基处理本试验段类似条件的高速铁路软土地基可以在较短的工期内满足工后沉降要求的结论。根据理论计算沉降与实测沉降的差异,提出在高速铁路软土路基处理中采用动态设计的新概念。对粉喷桩复合地基沉降计算方法、沉降推算方法的适用性进行分析。对于柔性基础下粉喷桩复合地基,在桩顶有柔性基础、桩底为较硬土体的情况下,其加固区的沉降计算采用复合模量法较符合实际;而对于下卧层的压缩值采用应力扩散法比较合理,压缩量采用分层总和法进行计算。     

渗透特性及填筑速率对路基固结的影响

计算软土路基沉降的一般方法没有反映路基渗透系数的变化以及填筑过程的时间效应影响,而大多采用同一渗透系数和一次加载的方式分析路基沉降。笔者采用ABAQUS有限元软件在考虑软粘土渗透系数随孔隙比变化经验公式以及不同填筑速率的基础上分析了软土路基的固结沉降,并进一步研究了填筑阶段路基内竖向有效应力随时间的变化。结果表明:(1)固结随时间的变化跟填筑过程有相关性;(2)渗透系数随深度非线性分布对路基的固结影响不可忽略;(3)加快填筑速率使得竖向有效应力增大的速率加快,沉降也加快;(4)填筑速率对固结沉降的影响主要集中在填筑阶段,对工后沉降影响不大。     

花岗岩残积土地基沉降计算的新方法

地基的变形计算是地基基础设计的一项重要工作内容,地基的变形可以通过各种方法进行计算,本文以附加应力的明德林解为基础,以花岗岩残积土地基为切入点,提出了考虑基础埋深影响的地基沉降计算方法,更加适合高层建筑沉降变形计算;制定出了与之相应的无量纲系数表;通过具体的工程实例,与以布西涅斯克解为基础的地基沉降计算方法进行比较,此方法所得结果与实测沉降值更加吻合,既保证了安全性,又经济合理,验证了此方法的合理性和科学性。     

双层砂井地基大变形固结方程差分解

基于砂井地基轴对称大变形固结控制方程,综合考虑双层砂井地基软土的压缩性与渗透性非线性幂函数变化、分级加荷、径向与竖向同时渗流排水、初始超静孔压几种分布模式等实际条件,采用交替方向隐式（ADI）差分法编程求解了建立的双层砂井地基大变形固结控制方程,通过算例分析验证了建立的方程与差分解法及编制程序的合理性。将本文方法应用于围海造陆工程吹填淤泥与海相沉积淤泥组成的双层砂井地基固结计算,预测的固结沉降过程较经典固结理论更接近于实测值,对双层砂井地基固结沉降过程预测进行了有益的探讨。     

浙江近海软黏土次固结系数研究及应用

我国室内固结试验中把次固结沉降曲线作为线性处理,然而,大量的实验数据证明,测定周期的不同次固结曲线呈非线性特征,故次固结系数为变数。通过我国近海典型海相软黏土——浙江平阳港次固结试验为验证实例,提出一种适用于工程的分级加载、延时校正及保持试样结构原状的土工快速测试法。对工程中试验曲线分析及研究表明:我国近海区域软黏土次固结系数与固结压力、压缩指数以及测试时间存在着一定的相关性,次固结系数与固结压力变化呈先增、后降、趋稳的现象,次固结系数峰值与土体深度等有关,C_a/C_c比值为常数。实验中所得到的经验值可作为邻近工程固结沉降量预估,所创方法为填补国家标准规范次固结试验的空白提供有益参考。     

港区软土地基沉降预测分析

利用太沙基一维固结理论,通过实测沉降与计算沉降的拟合分析,对港区软土土层参数进行反演,对软土地基工后沉降量进行了预测分析,计算结果可供工程参考。     

盾构施工引起地面长期沉降的理论计算研究

 对盾构施工引起的隧道轴线上方地面工后沉降进行研究,结果表明,土体开挖卸荷引起应力释放,产生初始超孔隙水压力,其分布呈三角形。假定衬砌不排水、土体为单面排水、压缩层厚度为隧道覆土厚度,采用太沙基一维固结理论,得到地面工后固结沉降的理论计算公式。假定地面长期沉降主要由施工期间沉降和工后固结沉降组成,进而得到地面长期沉降的理论计算公式。算例分析结果表明：该方法的预测值与实测值非常吻合;上海软土地区盾构隧道施工引起的地面长期沉降相当显著,最终地面沉降量在80 mm以上,固结沉降占总沉降量的80%～90%;按最小覆土深度5 m计算,需要2 a以上地面沉降才能最终稳定。     

地下水开采引起的地面沉降计算方法及分析

在Terzaghi一维固结理论的基础上结合修正的Kozeny-Carman方程,提出了适用于实际地层的、可考虑地下水类型和疏干情况及渗透系数随沉降发生变化的一维沉降计算方法。通过Fortran编写计算程序,分析了北京东南部区域的地面沉降量并与实测结果进行对比。结果表明:研究区域内在过去5年间,监测点的沉降计算结果与实测结果趋势基本一致,证明了该方法的合理性;地下水超采导致的地面沉降约占总沉降的80%;地下水类型和渗透系数均对沉降计算有影响,但地下水类型对承压水含水砂层分布较多且厚度较大的计算点的沉降计算影响较大,渗透系数对黏性土层分布较多且厚度较大的计算点的沉降计算影响较大。     

大面积堆载作用下软土地基变形特性

通过在大面积堆载场地设置监测仪器,进行历时 3 a 的现场监测,对大面积堆载作用下软土地基的变形特性和加载条件、地层条件、排水条件、时间效应等的相关性进行分析研究,揭示了大面积堆载作用下软土地基变形特性不同于常规荷载作用下软土地基变形特性的规律,总结了在不同边界条件下软土地基变形和固结沉降的规律,为软土地基的固结沉降分析计算提供依据。     

考虑饱和度变化的一维电渗固结模型

现有电渗固结理论和数值模型通常基于饱和土假设,与实际情况有差距。基于分段线性差分法,建立一种考虑饱和度变化的一维电渗固结模型UEC1。该模型考虑了土体电渗固结过程中饱和度的变化及土性参数的非线性关系,并编制了FORTRAN计算程序。UEC1在考虑饱和度变化情况下的计算结果与实测结果吻合。结合算例,给出了考虑饱和度变化情况下的电渗固结数值解,分析了固结过程中孔隙水压、孔隙气压、饱和度及沉降量随时间的变化规律,其中残余饱和度对土体电渗固结沉降量的影响显著。     

三亚海相软土次固结特性研究

港口工程建设中经常遇到海相软土地基,海相软土是一种流变性很强的饱和软粘土,次固结变形在总变形中占有一定的比重,次固结系数是用来计算次固结变形量的一个重要参数。现有计算软土次固结变形的常用方法是不考虑荷载对其影响的,大量的试验表明荷载对次固结有较明显的影响。本文以三亚海相软土为例,根据室内试验成果,对其次固结变形特性与荷载的关系进行了分析研究,得出了一些规律性结论,对海相软土地基的设计与工程实践有指导意义。