软土地区静力触探试验影响因素及机理研究

为了探究软土地区静力触探试验影响因素以及作用机理，依托龙锦路东侧、竹林北路北侧地块为背景，使用数值模拟软件对软土地区静力触探试验进行模拟，结果表明：随着内摩擦角增大锥尖阻力与侧摩阻力随之增大，且侧摩阻力所占总贯入阻力增大；粘聚力对锥尖阻力与侧摩阻力的影响相似，随着粘聚力增大锥尖阻力与侧摩阻力逐渐增大，但侧摩阻力所占总贯入阻力比例基本不变；弹性模量逐渐增大时，锥尖阻力、侧摩阻力以及比贯阻力均逐渐增大。     

静力触探试验的离散元数值模拟研究

由于静力触探试验的可重复性及可靠性,它在现场试验中被广泛应用。对静力触探试验进行颗粒流模拟,有助于从细观上了解静力触探试验机理,使之更好地服务于工程实际。颗粒流方法在模拟土体大变形方面具有一定的优势,本文利用颗粒流理论及其程序,首先在双轴试验的基础上确定了土样细观参数,然后建立静力触探的数值模型,模拟研究了贯入过程及锥尖土体的细观力学特征,重点分析了静力触探过程中砂土的位移运动规律,砂土的水平和垂直应力场及主应力的偏转。通过施加不同的应力边界条件,分析了模型不同的应力条件及超固结比(OCR)对锥尖贯入阻力的影响。同时,分析了锥尖尺寸效应对锥尖贯入阻力的影响规律。数值模拟结果与已有的试验规律具有较好的一致性,从而验证了颗粒流方法模拟静力触探试验的可行性,所得结论具有一定的理论价值和工程意义。     

钙质结核粘土地基的承载力特性和计算方法研究

针对目前钙质结核粘土地基承载力理论研究手段单一且不够深入的现状,从传统的均质土地基承载力理论出发,采用理论分析方法研究了钙质结核粘土地基承载力升高的内在机理和决定性因素,同时探讨了钙质结核粘土静力触探试验比贯入阻力与内摩擦角之间的内在联系.在此基础上,依托江苏省北部某风电场升压站工程,利用比贯入阻力与内摩擦角的内在联系...     

纺锤形桩靴基础贯入过程Eulerian-Lagrangian耦合有限元法的模拟

采用欧拉-拉格朗日耦合(Coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)有限元方法对于纺锤形桩靴基础的贯入过程进行数值模拟,揭示均质黏土、均质砂土及上砂下黏层状地基中桩靴基础的贯入机理。通过与已有离心模型试验结果的对比,在一定程度上验证建立的CEL有限元模型的合理性,进一步表明基于圆形浅基础承载力理论的桩靴贯入阻力计算公式在预测深层贯入时误差较大。随后比较系统地探讨上层砂土内摩擦角、下层黏土不排水抗剪强度等土性指标对基础贯入阻力曲线的影响,为层状地基中纺锤形桩靴基础承载力的计算提供一定参考。     

水域CPTU与DMT在土体强度特性评价中的应用

基于多元原位测试数据融合的研究方法在岩土工程勘察中已成为趋势，在提高预测参数精度和评价土体强度特性中具有明显优势。为解决水域工程勘察中取样困难、岩土参数空间变异性大、土体力学特性存在区域性和结构性的难题，以江苏省海太过江通道工程为研究对象，基于水域孔压静力触探试验CPTU、水域扁铲侧胀试验DMT和室内土工试验，研究了场区软黏土的不排水剪切强度、砂性土的内摩擦角以及不同土性指标土层的侧限模量。结果表明：CPTU和DMT均可提供丰富的土体物理力学参数，对土体的强度特征参数响应灵敏，联合2种试验的参数表征土体强度特性具有可行性；基于CPTU锥尖阻力、净锥尖阻力得到砂性土有效内摩擦角偏大，而基于DMT侧胀水平应力指数KD得到的有效内摩擦角略小；DMT侧限模量与CPTU锥尖阻力之间具有良好的相关关系，通过拟合关系式可将刚度与强度联系起来，该关系式还考虑了土性指标的影响，可作为一种新方法来预测土体侧限模量。     

基于大变形有限元的CPTU尺寸效应与贯入速率研究

孔压静力触探(CPTU)技术是目前运用最为广泛的原位测试方法之一,但其贯入机理的研究尚未成熟,实测结果分析往往通过经验公式进行推算,准确性不够。通过ABAQUS数值模拟软件对探头在黏土中的贯入进行有限元模拟,分别取半径为0.9,1.8,3.6,4.8 cm的探头对尺寸效应展开研究,同时分别以0.1,1,2,3,4 cm/s的贯入速率进行贯入,进而就贯入速率对贯入阻力的影响进行探讨。研究表明:随着探头尺寸的增加,锥尖与探杆区域附近的塑性区面积都增加,锥尖阻力会发生一定程度的降低,贯入应力影响的最大归一化水平距离也相应减小。不考虑超孔压影响的情况下,随着贯入速率的增加,稳定状态下的锥尖阻力基本不变,但贯入越容易达到稳定状态。     

标准贯入试验和双桥静力触探试验在饱和吹填砂液化判别中的对比分析

通过标准贯入试验和双桥静力触探试验,对某工程场地饱和吹填砂进行液化判别,结果表明双桥静力触探试验液化判别计算所得液化指数与锥尖阻力基准值取值有关,且总体高于标准贯入试验计算所得液化指数,双桥静力触探试验液化判别结果更偏于安全;结合吹填砂的特点,建议饱和吹填砂液化判别采用标准贯入试验与静力触探试验相结合的综合评价方法。     

基于动力触探确定钙质粗粒料抗剪强度指标方法研究

钙质粗粒料广泛分布于我国南海地区，由于粗粒料很难获得良好原状试样，利用现场试验评价其力学指标对于工程建设具有重要的意义。通过对取自南海某处的钙质粗粒料进行大型直接剪切试验，得到钙质砾石和碎石的强度指标，试验结果显示，基于莫尔–库仑强度理论，钙质粗粒料具有较高的表观黏聚力和较大的内摩擦角，级配不良会导致内摩擦角的降低和表观黏聚力的提高；利用同样的土体，进行轻型动力触探室内模型试验，探讨相对密实度、平均粒径和不均匀系数对轻型动力触探贯入指标Pindex的影响；提出利用初始贯入深度表征粗粒料的表观黏聚力，尝试建立不同贯入指标和抗剪强度指标之间的关系。     

静力触探试验在合肥黏性土地层中的应用

以合肥地区肥西县FX202271号地块项目为研究背景,运用静力触探试验方法对场区黏性土进行比贯入阻力测试,对比贯入阻力与内摩擦角、黏聚力、干重度和含水量参数进行关系拟合。结果表明,连续的比贯入阻力曲线可反应地层的变化;比贯入阻力与含水量呈单调非线性降低的趋势,与干重度呈单调非线性增加趋势;贯入阻力与黏聚力、内摩擦角均呈线性增加趋势。     

“铁板砂-黏土”地层中桩靴穿刺数值模拟研究

在我国自升式平台活跃的埕岛海域,"铁板砂-黏土"地层广泛发育。与砂土和黏土不同,"铁板砂"主要由粉砂或粉土组成,因此可能无法直接套用现有的研究手段或理论公式对桩靴穿刺进行分析。基于大变形有限元方法,对已开展的"铁板砂-黏土"地层中桩靴贯入的离心机试验进行模拟分析。数值分析中,将"铁板砂"分别等效为砂土和硬黏土,采用摩尔库伦(MC)、修正摩尔库伦(MMC)及修正Tresca模型进行模拟。结果表明:将"铁板砂"等效为砂土时,采用MC或MMC模型均显著低估桩靴在"铁板砂-黏土"地层中的贯入阻力;将"铁板砂"等效为硬黏土时,可以较好地模拟桩靴在"铁板砂-黏土"地层中发生穿刺时的峰值贯入阻力。对于离心机试验中采用的有效重度约为11kN/m~3的埕岛海域铁板砂,当等效不排水抗剪强度取值约为80kPa时,数值模拟得到的峰值阻力与离心机试验结果基本吻合。     

钙质珊瑚砂工程性质归纳分析

我国南海遍布着钙质珊瑚砂,与传统的石英砂相比,钙质珊瑚砂具有易破碎、高压缩和低强度等特性,因此,工程建设中需要给予特殊关注。为了便于工程应用,对国内外钙质砂的物理力学特性进行了归纳分析,如颗粒成分、颗粒比重、颗粒级配、不均匀系数、最大最小干密度、有效内摩擦角等参数,为后续工程建设提供了参数来源和参考依据。     

珊瑚礁钙质土中桩基工程承载性状研究

 博士学位论文摘要　在钙质土这种特殊岩土介质中的桩基工程具有特殊的承载性状。本文全面综合了钙质土中桩基工程现有的研究成果, 通过室内模型桩试验、理论分析、数值计算等方法对钙质土中的桩基承载性状进行了系统的研究。(1) 简要分析了钙质砂砾特殊物理力学性质, 提出了一种考虑内摩擦角随围压增大而减小的钙质砂非线性剪胀K2G 模型;(2) 详细分析了钙质砂中桩侧摩阻力性状及其影响因素, 通过桩土界面摩擦特性研究, 从桩土共同作用角度出发, 指出了桩侧土的压缩性是影响挤入桩桩侧阻力的重要因素, 因颗粒破碎而产生较大压缩性是钙质土低桩侧阻力的重要成因, 并在此基础上, 探讨了考虑桩侧土压缩性的挤入桩桩侧阻力理论计算方法;(3) 详细分析了钙质砂中桩端阻力性状及其影响因素, 指出桩端土的颗粒破碎而产生较大变形是造成低桩端阻力的主要原因。同时结合球形孔穴扩张桩端破坏模式, 提出了一个考虑变形参数的桩端阻力计算理论模型, 并在此基础上建立了一个简单计算模型;(4) 针对珊瑚礁软硬互层地基问题, 提出了拟三层弹性连续体系中桩端持力层应力分析模型, 建立了该类地层桩端阻力理论计算模型的解析解, 并由此解决了桩端礁灰岩层的冲剪阻力计算问题和临界厚度的确定方法;(5) 在考虑钙质砂桩基承载性状特征前提下, 运用荷载传递函数法, 成功地导出了变剪切刚度系数的单桩荷载——沉降非线性计算模型的解析解, 并进行了试验验证;(6) 分析了珊瑚礁区典型特征波浪对大、小直径桩的波浪力, 通过模型试验, 分析了钙质砂中桩基水平承载性能, 并进行了与一般石英砂的对比分析。     

小重力环境下静力触探模型试验研究

月球基地建设与矿产资源开发的基础与关键是充分掌握月壤的力学与工程特性。目前由于缺少对小重力环境的真实模拟而难以系统、准确地揭示土的力学、工程等特性与重力场间的耦合环境效应。通过利用磁拟小重力模型试验系统开展了一系列小重力环境(1/6g、1/3g、2/3g、1g)下磁敏性无黏性土静力触探模型试验。试验结果表明:模型探头在贯入过程中锥尖阻力随深度的增加表现出明显的3个应力增长阶段,在同一贯入深度处,锥尖阻力随重力场的增大而增大;归一化锥尖阻力随深度的增加先增大后减小并最终趋于稳定,而随重力场的增大却逐渐减小;同时,归一化锥尖阻力的最大值和最终稳定值与重力场相似常数的倒数间存在较好的线性关系。     

钙质砂中群桩模型试验研究

 针对取自南沙群岛永暑礁的钙质砂,利用室内模型试验研究钙质砂中群桩的承载和变形性能及其影响因素,并进行石英砂中的对比试验。试验结果表明,钙质砂由于颗粒破碎作用,导致其群桩承载和变形性能与石英砂有着显著差异。相对密度对钙质砂中群桩承载力影响较大,闭口群桩的承载力比开口群桩高17%～20%,但与石英砂相比很小,仅为石英砂的56%～71%。钙质砂中桩身轴力衰减速率缓慢,桩侧阻力值仅为石英砂的21%～30%,但具有深度效应,而且钙质砂中桩侧阻力对相对密度的变化没有石英砂敏感,受相对密度影响较小。钙质砂的承载力群桩效应系数在Dr = 46%,75%时均小于1,且随着相对密度的增加而增加,与石英砂有着本质的区别。该研究成果可为钙质砂桩基工程设计提供有益的参考。     

大直径薄壁筒桩承载力计算新方法

基于ICP方法,提出考虑土芯贡献的大直径薄壁筒桩竖向承载力计算新方法,即不考虑桩内侧摩阻力;桩端阻力按闭口桩端阻的1/2计算,单位桩端反力取桩端上下2倍桩径范围内土体CPT锥尖阻力的平均值;破坏面内摩擦角取直剪试验峰值内摩擦角的1.2倍;用简化公式计算打桩后土体的径向有效应力。该方法综合考虑我国浙江地区软土的特点,比ICP方法简单、实用、参数更易确定,通过工程实例验证,并与计算桩侧摩阻力的α法、R1,R2,R3法及V&F法比较,结果表明,新方法的计算结果最接近实测值。     

静力触探试验新技术

1静力触探试验(CPT)今天我们所使用的静力触探试验,二十年代起源于荷兰,当时形象地称为圆锥贯入试验(CPT)。其原理是基于将探头匀速压入土中并根据油压表读数而推求得其阻力,有双重探杆的系统可以推求得锥尖阻力和局部摩擦力。上世纪七十年代,电子式传感器被应用到探头上来,例如常见的电阻应变式传感器,可以直接测量锥尖阻力等等参数并用配套仪器记录之。自从电脑被广泛应用以来,CPT亦进入另一层次之发展阶段,已可以通过标准程序进行控制,从而得到迅速而精确的结果,静力触探试验近几年的研究得到很大的发展。静力触探试验(CPT)得出圆锥…     

静力触探测试技术在海洋工程中的应用

随着海洋开发向深海发展,静力触探技术(CPT)在国内外海洋工程领域的使用越来越普遍,在海洋工程地质调查中起到越来越重要的作用。总结了静力触探技术的发展历程,详细介绍了其在海洋工程中的应用和发展,特别是介绍了一种适用于深海土体的全流动触探贯入仪。与传统的强度测试方法相比,全流动贯入仪在测试软土的不排水抗剪强度时可忽略覆土压力及孔隙压力的影响;探头的投影面积较大,可以得到更为精确的不排水抗剪强度值;贯入阻力与软土强度之间的关系具有比较严格的理论解;循环贯入试验可评价重塑土的特性及相关指标等等。笔者也应用CEL法开展了全流动贯入仪的数值模拟研究,发现T-bar贯入过程中土体的破坏模式与理论假设有较大差异,Ball则与理论假设差异较小;数值模拟得出的T-bar与Ball的承载力系数较Randolph的建议值偏小。     

静力触探试验和标准贯入试验的对比研究

通过标准贯入试验、静力触探试验及室内土工试验,对滨海新区不同沉积成因下的淤泥质黏土、粉质黏土和粉土层的锤击数和锥尖阻力指标进行统计,并对它们之间的关系进行了对比研究。结果表明,不同土层的锤击数与锥尖阻力的比值存在较大差异,对于同一土层而言,两者之间均存在较好的线性关系,拟合公式较为合理,为实际工程中利用土层锥尖阻力推算土层锤击数提供依据。     

预置管法静力触探检测水泥搅拌桩损伤控制方法研究

预置管法静力触探实施水泥搅拌桩完整检测时存在桩体损伤问题。基于模型桩实验和数值模拟方法研究预置管法静力触探检测水泥搅拌桩损伤控制方法。模型桩实验表明,插管直径影响探头的贯入轨迹,插管强度影响检测结果的灵敏度;数值模拟显示,静力触探贯入插管损伤桩体的程度与插管直径、管壁厚度、桩体强度有关,与贯入深度、插管强度无关;静力触探贯入引起的桩体等效塑性应变与插管的直径大小、管壁厚度负相关;引起的损伤区范围与桩体龄期和插管直径负相关,最大半径随插管直径增大近似为双曲线趋势衰减。现场检测时,在试桩阶段依据数值模拟预先确定插管尺寸的有效范围,由现场试验选择确定工程检测用插管的尺寸,达到控制检测损伤桩体完整性的目标。     

预置管法静力触探检测水泥搅拌桩损伤控制方法研究

预置管法静力触探实施水泥搅拌桩完整检测时存在桩体损伤问题。基于模型桩实验和数值模拟方法研究预置管法静力触探检测水泥搅拌桩损伤控制方法。模型桩实验表明,插管直径影响探头的贯入轨迹,插管强度影响检测结果的灵敏度;数值模拟显示,静力触探贯入插管损伤桩体的程度与插管直径、管壁厚度、桩体强度有关,与贯入深度、插管强度无关;静力触探贯入引起的桩体等效塑性应变与插管的直径大小、管壁厚度负相关;引起的损伤区范围与桩体龄期和插管直径负相关,最大半径随插管直径增大近似为双曲线趋势衰减。现场检测时,在试桩阶段依据数值模拟预先确定插管尺寸的有效范围,由现场试验选择确定工程检测用插管的尺寸,达到控制检测损伤桩体完整性的目标。