预排水动力固结法加固吹填粉土地基试验研究

针对吹填土含水量高、孔隙比大、强度低,多呈流塑状态,在动荷载作用下极易产生沉降和液化的特点,提出了将井点降水和强夯法相结合的预排水动力固结法,即首先利用井点降水降低地下水位和土体含水量,并采取振动碾压的辅助降水措施,让施工设备能够进场作业,然后采用小能量强夯对吹填土地基进行加固,利用插设的井点来加速强夯后超孔隙水压力的消散和土体固结。结合工程实践对上部为吹填粉土、下部为饱和软土的地基进行了现场试验,对加固过程中的降水辅助措施、土体变形、孔隙水压力变化、工艺参数、加固效果等进行了分析和讨论。预排水动力固结法进一步拓展了井点降水和强夯法的应用范围,对吹填土地基加固提供了一种新途径。     

动力排水固结法加固软基的若干问题

对动力排水固结法与动力固结法在加固机理、施工工艺、适用范围等方面进行了比较,对目前采用该法施工的工程实例进行了分析,指出了动、静荷载联合作用加固软土地基时的临界填土厚度和孔隙水压力的主要影响因素,提出了有效加固深度的范围及最佳夯击能的确定方法。     

动力强夯排水加固吹填砂地基施工技术

本文以一个工程实例,通过对场地地质情况及吹填砂厚度的分析,提出了动强排水处理方案,通过应用,取得良好的加固效果,对同类工程具有借鉴作用。     

滨海滨河软土地基利用吹填砂排水固结及沉降研究

以广州地铁某工程段软土地基加固处理为工程实例,介绍滨海、滨河地区利用地理优势采用吹填砂堆载预压进行排水固结加固,通过工程现场监测数据分析比对,表明该区域软土地基加固效果明显。为同类工程的设计和施工提供参考。     

动力固结法加固饱和土地基的适用条件研究

根据现场典型实测资料,研究动力固结法处理饱和土地基的土性适用条件、地层的排水条件和施工工艺参数等。分析不同地层条件下,强夯荷载作用引起的孔隙水压力的增长和消散规律、单点夯击能量、夯击次数以及遍与遍之间的间隙时间、强夯加固的影响范围等。研究结果表明,不同地层条件下的排水要求是不同的,而所应采取的强夯参数和能达到的地基承载力也有很大差异;在地层一定深度范围内,冲击荷载引起的孔隙水压力往往高于相应点处的自重应力并形成较多的裂隙通道,因此加速孔隙水压力的消散过程;对于透水性差的土层,应采取必要的排水措施和小能量强夯荷载,而对于透水性较好的土层则可采取较大的能量。     

动力排水固结法的研究及应用概况

本文简要综述了动力固结排水法的研究现状及工程应用情况,并提出了在该领域中值得进一步研究的问题     

深圳湾新吹填超软土固结系数的试验研究

 采用全自动气压固结仪对深圳湾吹填超软土进行大量的固结试验,通过对试验结果的统计分析及与原状淤泥固结系数的对比研究,得出如下结论：(1) 实际工程中,可近似采用压力范围＜100 kPa内统计样本均值线上、压力范围＞100 kPa内对数函数带形宽度内的固结系数,对此区域吹填淤泥的变形及固结速率进行近似估算;(2) 同区域内吹填淤泥固结系数小于原状淤泥的固结系数,随着固结压力的增加,两者间差异性越来越小,说明吹填淤泥经过超载预压处理后,可以达到与原状淤泥相同的排水固结速率。     

基于GDS固结仪的吹填淤泥非线性渗透性及参数测定

 吹填淤泥具有高含水量、高压缩性、低渗透性等特性,因形成条件与应力历史等不同,表现出与一般软黏土不同的渗透特性,很难利用常规渗透试验仪测定渗透系数。GDS固结仪可克服现有渗透试验仪的缺陷,在吹填淤泥非线性渗透特性研究及参数测定方面具有很大的优势。采用GDS固结仪对深圳前湾吹填淤泥进行固结渗透试验,对软黏土常见的4种渗透系数与孔隙比之间的非线性关系进行回归拟合,获得相应的拟合参数。结果表明：(1) 在6～400 kPa的固结压力下,吹填淤泥的渗透系数随固结压力的增加呈非线性变化,降低1～2个数量级;(2) 4种渗透系数与孔隙比之间的非线性渗透关系对于深圳前湾吹填淤泥都是适合的,其中渗透系数与孔隙比之间的幂函数关系,拟合程度最好,形式简单,成为吹填淤泥等超软土大变形与非线性固结性状数值分析首选的非线性渗透关系。     

动力排水固结法加固机理的数值分析

针对动力排水固结法加固饱和软粘土地基的基本特点,建立了动力排水固结模型,编制了流－固耦合近场瞬态波动有限元时域模拟程序DCDFEM,以某一工程实例为算例进行了流－固耦合数值分析,得出了动力排水固结过程中土体动态响应的一般规律。     

饱和黏性土固结不排水剪切行为的细观力学分析

利用细观力学分析中的自洽理论,建立固结不排水条件下的黏土弹塑性本构模型。在该模型中考虑部分黏土骨架因剪切滑移引起的整体剪切模量的降低,给出求解整体剪切模量的解析表达式,并将模型预测与试验结果进行比较,证明该模型是合理的。     

砂性土宏细观强夯加固机制的试验研究

 通过自行设计的可视室内强夯模型试验仪,借助于图像跟踪拍摄和数字处理技术,对夯击作用下砂性土密实的宏细观机制进行试验研究,得到不同夯击次数下砂土位移等值线图和动接触应力时程曲线等宏观力学响应;分析夯击后砂土颗粒的定向性和平均配位数等细观特征变化。试验结果表明,砂性土强夯加固的单遍最佳夯击次数宜为8击左右,其加固机制宏观上表现为地面变形不断发展,细观上是一个颗粒从无序排列到定向排列、颗粒与颗粒之间接触数不断增加的过程。研究结果对强夯法的设计与施工具有一定指导意义,也为研究冲击荷载作用下土体宏细观力学响应特性提供一条新的思路。     

碎石填筑场地强夯加固机制及施工工艺

 This paper carried out the in-situ tests and laboratory tests to study the reinforcement mechanism and construction technology of a high fill airport under dynamic consolidation. The dynamic response of broken stone fills,of which gradation can not meet the specifications for earthwork construction,has been studied by measuring the acceleration. Then the relationship between compact energy,compact momentum(the height of hammer raised),the size of hammer and settlement,effective reinforced range were researched by numerical simulation. The results show that the acceleration of the range of sideways and downward of the broken stone fills is weaker than around. The plastic dissipation energy and volume of plastic zone of fills for every ramming are stable;while the settlement for each ramming is decreased because the plastic zone is increasing. The larger compact energy is,the larger settlement is;but the compact energy can not affect the ramming time for stable settlement. The settlement and plastic zone can be affected by the height of hammer raised and the size of hammer when the compact energy is constant. Construction technology indices were proposed by the research results.     

动力排水固结法处理软土地基孔压和变形问题研究

通过动力排水固结法处理饱和软粘土地基现场试验测试数据。寻求动荷载作用下饱和软粘土的孔压和变形的发展规律。发现同一深度土体超静孔隙水压力的消散与变形具有一致性关系。对动力排水固结法加固淤泥类软土地基的作用机理研究和工程实践具有指导意义。     

黏性土地基的破坏模式试验研究

 为了研究条形基础地基的剪切破坏形式和承载机制,在相似理论的指导下,设计并完成了一组模型试验,模拟粉质黏土地基受荷后产生变形,扩展直到破坏的全过程;测量并分析地基中不同点处的土压力大小和分布规律,观测了剪切带的形成和发展过程。结果表明,模型试验能够很好地体现地基的受力变形特征、地基中各点的真实应力状态及变化规律,在研究深基坑变形过程、破坏形态方面具有理论研究意义。     

动力置换强夯加固软土地基

上海巴斯夫染料化工有限公司工程地基土承载力未达到所需要求,需进行地基加固。经采用填高炉干渣、打塑料排水板,并进行动力置换强夯,使地基容许承和从８０ｋＰａ提高到２２０ｋＰａ,并消除了液化,地层内１５ｍ范围内各项指标均有所改善。     

水平黏性土地基动力离心模型试验

从黏性土地基模型的制备、固结到50 g离心机加速度条件下对振动台激励的反应等方面,介绍水平黏性土地基地震动力响应的离心模型试验方法和步骤。试验结果表明,在地震动作用下,所研究的黏性土地基土层从下到上最大地震峰值加速度逐渐增加,说明该自由场地基土层从下到上对地震有放大作用。从土层的加速度反应谱可以看出,在输入的Parkfield地震波作用下,该地基的自然频率为0.5 Hz,地基对低频成分有放大作用,而对大于10 Hz的频率成分几乎没有放大作用。由位移和孔压的变化曲线可知,地基表层土在地震过程中发生的侧向位移最大,而表层以下的土层侧向位移不大。地震过程中中下部土层的孔压增长量最大,中上部土层的孔压增长量次之,底部土层的孔压增长量最小。     

膨胀土与改性膨胀土的动力特性试验研究

在成都绕城路膨胀土路基改性试验研究的基础上,利用动三轴试验研究膨胀土及改性膨胀土在重复荷载作用下的永久变形及动力特性。分析了不同围压下弹性应变、累积塑性应变和动应变与荷载重复作用次数之间的关系,在双对数坐标系中比在普通坐标系中能更好地区分累积塑性应变的3个阶段。当忽略第1和3阶段时,累积塑性应变与荷载作用次数之间在双对数坐标系中近似呈线性关系。膨胀土的动应变与荷载作用次数之间也有类似的关系。比较了膨胀土与改性膨胀土的动力特性(如动弹性模量、动粘聚力、动摩擦角、阻尼比等),表明经改性后膨胀土的力学特性得到了明显增强。     

真空预压法中塑料排水板弯曲对固结的影响

 工程实践表明,真空预压法处理超软弱地基时因过大的地基压缩量而使塑料排水板弯曲,导致其纵向通水量减少,进而影响深层土体的加固效果。为降低这种影响,提出二次插板方案,即先对浅层土体进行处理,待其达到一定强度后,再插设较长的塑料排水板对软基进行整体加固。结合浙江省温州丁山垦区围垦造陆的真空预压工程,对不同弯曲率的塑料排水板进行纵向通水量的测试以确定其纵向渗透系数在加固过程中的变化,并基于ADINA有限元软件,开发邓肯–张本构模型,在三维有限元数值模拟中考虑排水板纵向渗透系数的变化和超软弱土中未消散的初始超孔压。分析比较数值计算结果与监测数据,结果表明,二次插板方案所产生的沉降与孔压消散值均比一次插板方案的要大,计算时考虑排水板弯曲对固结的影响比未考虑这种影响的计算值更接近实际值,所得结论可为类似工程的设计和施工提供理论支持。     

软土动力固结理论研究及应用的现状

从数值模拟方法、理论研究和工程应用方面对软土地基动力固结理论进行的研究表明,在考虑排水条件下采用特殊工艺的强夯法能达到软基处理的预期效果。虽然研究已取得一些进展,但理论与实践之间仍有较大差距,例如加固机理、加固深度的计算及效果评价方面还没有统一认识,成果真正用于实践的还不多,微观效果的研究几乎为空白,这些问题成为今后的研究方向。