厚层填筑砂土特性的概率统计分析

<正> 容重和内摩擦角是砂土特性的两个基本参数。但是现今还没有现场测定砂土这两个参数的方法,室内试验又因取不到原状砂样而无法进行。因此如何确定现场砂土这两个参数是土力学的一个实际问题。国外有不少人进行了这方面的研究,研究途径有两种:一种是考虑取原状试样,一种是考虑现场实测结合室内试验来确定。如用冷冻法等取原状砂样,中子仪测现场砂土的容重,现场静力触探和室内试验对比等。国内缺乏这方面的研究,也缺乏这方面的设备和手段。现今对粉细砂常采用取“原密度”砂的方法,但它仍不是原状砂,试验时忽略了结构的影响。而对于中、粗砂,原密度砂样也取不到,人们只能采用标准贯入法根据经验判定砂的紧密程度,不能确切给出砂土的密度或容重,只能给出大致的密度范围。至于内摩擦角,进行研究得更少,目前仍主要是根据密实度由室内试验确定,所以只能给出近似的范围。     

湖州地区淤泥质粘土CPT参数相关分析

以湖州地区淤泥质粘土层的勘察统计资料为背景,对其静力触探测试参数以及该土层物理力学性质参数进行相关分析,建立了针对湖州地区淤泥质粘土静力触探参数与其物理力学性质参数之间的经验公式。利用经验公式可从静力触探测试参数推算湖州淤泥质粘土的物理力学性质指标,并结合载荷实验参数给出了计算其地基承载力的经验公式,从而可为该区域工程勘察、设计、施工中淤泥质粘土参数的可靠性分析提供依据。     

原状饱和黏土静止土压力系数试验研究

利用先进三轴仪进行港珠澳大桥岛隧工程原状土K0固结试验,研究不同加、卸载路径下土体静止土压力系数K0变化,分析常用经验公式及规范推荐值所估计静止土压力系数的适用性,并给出基于本次试验结果的预测公式。结果表明：港珠澳沉管隧道底面处的黏土层 K0基本为一定值,为0.47;粉质黏土层 K0与其先期固结压力成正比,在0.30～0.45范围内,均低于规范和手册对同类土的推荐值;除土性自身的原因外,原状样的胶结作用也会使其K0降低。结构性较强的原状土,在取土后再加载的过程中,K0会先降低至低于其正常固结值,再回升并逐渐稳定。原状黏性土正常固结和超固结时,均可利用前人给出的经验公式对K0进行估计,其中内摩擦角宜为土体正常固结时的有效峰值内摩擦角。     

利用土的物理指标确定土的抗剪强度

本文收集整理了武汉地区32项工程勘察资料，根据2026组土的含水量W、液限WL指标与抗剪强度的对比试验结果，经统计分析，分别获得了淤泥、淤泥质软土、一般粘性土、老粘性土的粘聚力C与土的含水比dw(含水量与液限的比值)、以及土的内摩擦角φ与含水量w的经验关系，并建立了回归方程。     

静力触探在萧山软土地区应用的经验关系分析

根据对萧山软土地区大量静力触探资料与土的物理力学性质、标准贯入试验等指标的相关分析,建立了静力触探力学分层标准、黏性土定名及状态分类、粉土和砂土的密实度分类,确定压缩模量、素填土、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土地基承载力特征值,以及预应力管桩的桩侧摩阻力特征、桩端承载力特征值,估算单桩承载力特征值,判定沉桩阻力标准、液化判别等经验公式和经验值表,这在现行国标勘察设计规范删除地基承载力表和浙江省标勘察规范未给出地基承载力特征值的经验公式、压缩模量的情况下,总结得出当地静力触探经验公式和经验值表更具有参考价值。     

影响砂土抗剪强度的主要因素

根据砂土的室内剪切试验-全模试验和半模试验,分析了影响砂土抗剪强度的主要因素。指出了均匀砂和不同级配的砂对砂土抗剪强度的影响。从室内试验可以看出,均匀砂中,砂样的抗剪强度随着法向应力的增大而增大,而且抗剪强度增长幅度与法向压力基本成正比增长的趋势。相同法向压力下,砂土的抗剪强度随着粒径的增大而增大,内摩擦角也随之变大。可以很好的说明,砂土的抗剪强度与颗粒大小有关。     

不同干密度下滨海相软土的强度分析

对不同干密度原状软土进行不排水不固结直剪试验,重点研究了干密度对渤海近海口地区软土力学特性的影响。探讨不同干密度软土的抗剪强度规律,并分析干密度对非饱和淤泥质黏土粘聚力以及内摩擦角的影响,得出结论:干密度增大,抗剪强度随之增大;粘聚力与内摩擦角也随着干密度增大而增大;土体抗剪强度参数与干密度存在一定的线性关系。     

微生物胶结砂土可行性试验研究

胶结砂样采用微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术制备。本文开展了X射线衍射、扫描电镜、无侧限抗压、三轴剪切等试验测试MICP试样。文中分析了试样的微观结构及物理力学参数,探讨了胶结物含量与砂样抗压强度、c'与φ'值之间的关系。研究结果表明:MICP沉积法产生的胶结物为碳酸钙;碳酸钙晶体主要粘附在骨架颗粒接触部位,并高度聚集封堵颗粒孔隙形成连接键,产生胶结作用而提高试样的力学性能;碳酸钙含量与砂样的力学性能提高有较好关联性。胶结砂样的碳酸钙含量可达到5.39%,其抗剪强度、黏聚力、内摩擦角分别提高423%、333%、35.7%,说明微生物固化砂土具有较好的应用意义。     

谈谈岩体等效内摩擦角的计算公式

文章对《建筑边坡工程技术规范（GB50330—2002）》中的岩体等效内摩擦角的计算公式进行了讨论，通过采用规范公式和直接计算两种方法，对计算结果进行了对比分析，从而得出结论，认为应该对规范中的岩体等效内摩擦角的计算公式进行修正。     

常规土类剪切波速与埋深的关系分析

土体剪切波速是土工地震减灾工程应用最广泛的参量之一。依据中国地震安评工作大量的钻孔实测剪切波速数据,定性探讨了常规土类剪切波速与埋深间的关系;利用最小二乘法分别采用线性模型、指数模型和一元二次多项式模型建立了分场地类别和不分场地类别两种情况下常规土类(不包括淤泥质土)–碎石土、砂土、粉土和黏性土剪切波速与埋深间的统计公式,以拟合优度为评价指标建议了常规土类的推荐模型及参数,并与《构筑物抗震设计规范》的经验公式及某一工程场地实测结果进行了对比分析。结果表明:除淤泥质土之外,其它常规土类剪切波速与埋深有显著的相关性;总体而言,一元二次多项式模型的拟合精度最高,所推荐的常规土类(不包括淤泥质土)剪切波速与埋深间的统计公式是较可靠的,可供无波速测试场地参考使用。     

含砂粉质黏土剪切力学指标随深度变化关系研究

含砂粉质黏土具有黏性土和砂性土的共同力学特性。论文以武汉港阳逻港区集装箱铁水联运一期工程为研究背景,在现场采集了不同深度的含砂粉质黏土,开展室内剪切指标土工试验,获取了含砂粉质黏土的剪切力学指标随地层深度的变化关系。结果表明:固结快剪的黏聚力和内摩擦角均随地层深度的增加而变大,黏聚力增加率71.08%,内摩擦角增加率30.48%,两者随深度呈抛物线非线性增大,黏聚力随深度变化的相关性较好,内摩擦角随深度变化相关性较差;直接快剪的黏聚力和内摩擦角也均随地层深度的增加而变大,黏聚力增加率53.96%,内摩擦角增加率20.21%%,两者随深度呈抛物线非线性增大,黏聚力随深度变化的相关性较好,内摩擦角随深度变化相关性一般;固结快剪和直接快剪的剪切指标大小存在明显差异,固结剪切的黏聚力略大于直接剪切,但两种剪切形式的内摩擦角结果却迥然不同。     

复合双层地基的极限承载力计算

根据极限平衡理论 ,假定了复合双层地基滑移线形状 ,并由此推导了其极限承载力计算方法。通过和太沙基承载力公式进行的对比计算发现 :当内摩擦角较小时 ,两种方法计算结果相近 ,但随着内摩擦角的增大 ,作为半经验公式的太沙基理论出现了一定的偏差 ;粘聚力、容重对极限承载力的影响远小于内摩擦角的影响。文中最后分别用复合双层地基和双层地基极限承载力公式进行了实例计算 ,结果显示忽略下卧层土体的内摩擦角会使得计算结果过于保守。     

考虑粒径效应的人工透明土模拟砂土剪切研究

文章以人工透明土为基本原材料,以室内直接剪切试验为基本方法,模拟不同粒径的砂土,研究了颗粒粒径对剪切强度的影响以及与内摩擦角的关系。结果表明:不同颗粒粒径对人工透明土内摩擦角有着直接的影响。内摩擦角随着粒径的增大,大致呈现增大趋势,但当颗粒粒径在小于3.5 mm时,内摩擦角却随着颗粒粒径的增大而减小。     

花岗岩类土质边坡勘察方法探讨

通过对典型花岗岩类土质边坡破坏形式进行调查,分析发生破坏的原因、机理;通过对工程实例多次勘察成果对比、经验公式计算,探讨了边坡开挖卸荷、降雨对岩土参数的影响,利用理正软件法分析了边坡的稳定性、反算了土层的岩土参数,进而分析了土层岩土参数的准确性;通过对工程实例结构面的赤平极射投影分析、等效内摩擦角计算、三维楔形体计算,分析了软弱结构面对边坡稳定性的影响;进而探讨了地质调绘、现场钻探、坑探、取样及室内试等勘察手段对花岗岩质边坡勘察的适用性、有效性,并提出了边坡勘察方法建议。     

考虑内摩擦角影响的开口管桩极限承载力理论分析

针对桩内土塞的存在导致开口管桩极限承载力力计算的困难,在别列赞策夫理论的基础上,将开口管桩的桩壁和桩内土塞分别按刚、柔基础对待,考虑持力层土内摩擦角对桩壁和土塞的影响,推导出了持力层为砂土的开口管桩单桩极限承载力公式。选取12组算例对该承载力公式进行计算,结果表明:当持力层土的内摩擦角越大、桩长越长、桩内径越小时,土塞端阻应力和桩壁端阻应力的差值就越大;当持力层土内摩擦角大于30°时,用该表达式计算出的开口管桩极限承载力值比用JGJ94—2008《建筑桩基技术规范》方法计算值大很多,说明用该规范计算的承载力还有很大的安全储备。     

含水率和颗粒级配对稍密碎石土抗剪性能及地基承载力的影响

碎石土因特殊的工程特性而被科研人员关注,但对大粒径、粉质粘土填充、稍密状态下碎石土的力学性能涉足较少。根据该类型碎石土特点及大量勘察结果配置出两种比较典型级配的稍密碎石土,通过大型直剪试验仪测定了不同含水率状态下碎石土试样的抗剪强度,绘制剪应力与水平位移的关系图,通过一元回归得出稍密碎石的抗剪强度指标c、φ值,分析了不同含水率、不同级配对稍密碎石土抗剪性能的影响。结果表明:随着含水率的增大,碎石土粘聚力总体呈减小趋势,但变化趋势具有显著的阶段性且和粉质粘土的含量有关,含水率变化对碎石土内摩擦角的影响较小。用规范推荐方法计算了该类型碎石土地基承载力,并与地方规范经验取值和勘察工程实践取值进行了对比,结果表明:含水率对地基承载力影响较大,且与碎石土填充物的粉质粘土含量有关,粉质粘土含量越高,承载力影响越大。     

淤泥土与新填土接触面抗剪强度试验研究

在坝前淤泥面加坝中,淤泥坝基和新填筑坝体的接触面是整个加坝体的薄弱部位。以宁夏南部山区西吉县南川水库坝前淤泥面加坝工程为研究对象,在参考该工程勘察报告和施工组织设计的基础上,通过改进常规应变式直剪仪测定了在不同工况下淤泥土和新填土接触界面的抗剪强度参数,分析了淤泥土的含水率和压实度对接触面的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角的影响。试验结果表明:淤泥―新填土接触面剪切特性受淤泥土的含水率和压实度共同影响;压实度相同时,随着淤泥含水率的增加,接触面抗剪强度先小幅度减小再快速减小,黏聚力先增大再快速减小,接触界面内摩擦角小幅度减小;含水率相同时,随着压实度的增加,界面抗剪强度增大,内摩擦角增大,黏聚力先缓慢增加,再快速增加,具有明显阶段性。     

墙后三角形填土主动土压力理论计算研究

根据实际工程情况,对挡土墙后三角形填土受力机理进行分析。通过土体极限平衡理论和平面滑裂面假定,建立该种情况下主动土压力分析计算模型,推导考虑粘聚力时三角形填土破裂角的计算公式。公式表明,剪切破裂角是与计算深度、填土粘聚力和内摩擦角、填土与挡土墙体摩擦角、填土与地面的夹角有关的一个变量值。通过算例的参数对比分析,剪切破裂角随计算深度的增加而减小,随填土与地面夹角的增加而减小,随粘聚力的增加而增大,随内摩擦角的增加而先增大后减小。最终,将三角形填土主动土压力计算与朗肯主动土压力计算结果进行对比,验证了推导公式计算的正确性,可给类似工程提供计算参考。     

可门港淤泥质软土基本特性随深度变化的规律探讨

为了研究滨海淤泥质软土特性随深度的变化规律,以福州连江可门港区域软土为例,对所取试样进行了三轴剪切试验及界限含水率试验,对比分析了试样有效粘聚力Cu'、有效摩擦角φu'、粘聚力Cu、内摩擦角φu强度指标随深度的变化规律,以及液塑限指数随深度的变化规律。试验结果表明:随着深度的变化,物理特性指标变化较小,基本力学参数变化较明显。     

膨润土和高岭土掺量对饱和细砂剪切特性的影响

通过室内直接剪切试验,研究不同膨润土和高岭土掺量(5%、10%、15%、20%、25%及30%)对饱和砂土剪切特性的影响,提出了可供参考的不同掺量下饱和黏粒-砂混合土的抗剪强度指标。结果表明:掺入膨润土和高岭土黏粒后,饱和砂土的抗剪强度降低,黏聚力增大,内摩擦角减小,并且随着掺量的增加呈现一定的塑性;相同黏粒掺量下高岭土-砂混合土的黏聚力大于相应的膨润土-砂混合土黏聚力,内摩擦角小于相应的膨润土-砂混合土内摩擦。