对《土工试验方法标准》固结试验压缩模量公式的探讨

以土力学基本公式对土单向压缩试验的压缩模量公式进行推导,对《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）固结试验压缩模量公式进行分析论证,对《标准》压缩模量公式提进行探讨。     

室内基床系数测试方法研究

通过设计制作与原位K₃₀ 载荷试验具有相同的应力路径特征与排水边界条件的试验装置，依据经典固结理论推导出等固结度控制方法与标准基床系数计算公式；引入变形模量与压缩模量之间的理论关系，推导出用压缩模量与静止侧压力系估算地层标准基床系数的公式。经室内外多次对比试验研究与试验验证，提出了采用直径为5 cm压板，模拟试样在原位受到的应力状态，进行分级加载测定地基土基床系数是可行的；提出了计算正常固结饱和黏性土基床系数计算公式。     

可塑～坚硬状粘性土压缩模量在实际受荷压力段的取值探讨

根据粘性土室内侧限压缩试验曲线，理论上推导出地基土在实际受荷压力段的压缩模量当量值，并考虑原土结构性和有效应力损失等因素对该值进一步修正，得到可塑～坚硬状粘性土压缩模量比较合理的数值。     

K_0固结黏土的渐近状态模拟

将正常固结土的渐近状态模型推广到K0固结土的渐近状态模型。推导出三轴压缩条件下耦合参量的求解公式,提出K0固结土的渐近状态模型中耦合参量关于应力Lode角的函数关系式,并用K0固结土的修正剑桥模型及K0固结土的渐近状态模型对多种黏土的三轴压缩、三轴伸长的试验结果进行预测对比。结果表明：K0固结土的渐近状态模型较K0固结...     

软土结构性对土体力学特性的影响

天然软土大多具有结构性,对天津附近软土进行了高压固结试验,探讨了软土结构性对土体力学特性、压缩曲线和土体变形的影响。结果表明:在相同固结压力下,重塑土的竖向变形量大于原状土的竖向变形量,原状土的先期固结压力大于重塑土的先期固结压力,原状土的压缩模量大于重塑土的压缩模量,原状土的压缩系数小于重塑土的压缩系数,压缩模量、压缩系数和固结压力均满足乘幂关系。该软土的灵敏度为5,按土的结构性分类等级为灵敏。     

基于动态压缩模量的路基工后沉降计算研究

基于太沙基单向固结理论,结合土体变形计算公式,推求饱和土压缩模量的表达式.研究饱和土体压缩模量随固结度、固结系数和排水路径的变化规律,并分析了压缩模量的时间效应及其在路基工后沉降预估中的应用研究.结论表明：1）固结初期,压缩模量随固结度增加呈缓慢线性增长;固结度U ＞60％时,压缩模量增长速度加快;固结后期,压缩模量增加很少;2）固结时间相同,压缩模量随固结系数增加而增加;固结系数Cv＜5000 cm2/a时,压缩模量几乎不变;3）双面排水时的压缩模量增长速度远大于单面排水;4）压缩模量随时间呈近似线性增长,且存在上限值;利用动态压缩模量可有效预估路基工后沉降.     

多元不排水长短桩复合地基固结解析解

多元复合地基是一种新型的复合地基技术。推导出瞬时加荷条件下多元不排水长短桩复合地基桩间土的固结方程,基于双层地基一维固结理论建立了相应的固结解析解。通过与有限元解的比较验证了解析解的正确性。利用建立的固结解析解进行参数分析,研究了多元不排水桩长短桩复合地基的固结特性。计算结果表明,多元不排水长短桩复合地基的固结速率随长桩压缩模量和置换率的增加而增大。短桩压缩模量和置换的变化对复合地基固结速率的影响很小。短桩较短时,短桩长度的变化对复合地基固结速率几乎没有影响,短桩较长时,复合地基固结速率随短桩长度的增加而增大。此外,多元不排水长短桩复合地基的固结速率随短桩以下土体压缩模量的增加而增大。     

悬浮长芯劲性搅拌桩复合地基固结解析解

推导出瞬时加荷情况下悬浮长芯劲性搅拌桩复合地基的固结方程和相应的定解条件,利用三层地基一维固结理论,建立了相应的固结解析解,包括桩间土和下卧层土中超静孔隙水压力解答和复合地基整体平均固结度解答。通过固结速率解析解与有限元数值解的比较,证明了解析解的合理性。利用解析解进行复合地基固结速率影响因素分析,研究了悬浮长芯劲性搅拌桩复合地基的固结性状。结果表明:悬浮长芯劲性搅拌桩复合地基的固结速率主要受桩的贯入比和下卧层刚度的影响。复合地基的固结速率随桩的贯入比和下卧层土压缩模量的增加而增大。搅拌桩壳长度、厚度和刚度以及芯桩截面含心率的变化对复合地基固结速率没有影响。增加芯桩的压缩模量只会使固结前期复合地基的固结速率略微减小,不会影响固结后期复合地基的固结速率。     

悬浮长芯劲性搅拌桩复合地基固结解析解

推导出瞬时加荷情况下悬浮长芯劲性搅拌桩复合地基的固结方程和相应的定解条件,利用三层地基一维固结理论,建立了相应的固结解析解,包括桩间土和下卧层土中超静孔隙水压力解答和复合地基整体平均固结度解答。通过固结速率解析解与有限元数值解的比较,证明了解析解的合理性。利用解析解进行复合地基固结速率影响因素分析,研究了悬浮长芯劲性搅拌桩复合地基的固结性状。结果表明:悬浮长芯劲性搅拌桩复合地基的固结速率主要受桩的贯入比和下卧层刚度的影响。复合地基的固结速率随桩的贯入比和下卧层土压缩模量的增加而增大。搅拌桩壳长度、厚度和刚度以及芯桩截面含心率的变化对复合地基固结速率没有影响。增加芯桩的压缩模量只会使固结前期复合地基的固结速率略微减小,不会影响固结后期复合地基的固结速率。     

变荷载下劲性搅拌桩复合地基固结分析

采用劲性搅拌桩加固地基的复合地基技术越来越多地被用于实际工程,而对其固结理论的研究有待深入。基于等应变假定,推导出劲性搅拌桩复合地基在变荷载作用下桩间土的固结方程,采用双层地基一维固结理论求解该固结方程,得到了桩间土中的平均超静孔隙水压力和复合地基整体平均固结度的解析表达式。通过与固结度有限元分析结果的比较,评价了固结度解析表达式的计算精度。利用该固结度解析表达式进行参数分析,研究了劲性搅拌桩复合地基的固结特性。研究结果表明,劲性搅拌桩复合地基的固结速率远大于传统的水泥搅拌桩复合地基,它随着劲性搅拌桩的置换率、芯桩芯长比和水泥土外壳材料压缩模量的增大而增大。芯桩的截面含芯率和压缩模量对复合地基固结速率影响很小。     

应力释放效应对抗拔桩承载力影响分析及应用

抗拔桩受力时,桩身径向微量收缩,桩周土体侧向应力释放,桩侧摩阻力降低。文章将桩对土的卸载作用导致摩阻力降低值与不考虑该作用时摩阻力之比,定义为单桩抗拔承载力折减系数J_s。定义土体的回弹模量与压缩模量之比为土的压缩回弹比λ_j。利用极限平衡状态方程,针对刚性桩、钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩与钢管桩,分析了不同的土体压缩回弹比λ_j所反映的应力释放程度对承载力的影响。结合外径1.7 m,长81.3 m,壁厚25 mm的大直径超长抗拔钢管桩静载荷试验进行验证。结果表明压缩回弹比λ_j能很好反映土体应力释放对承载力的影响,是抗拔桩侧阻力低于抗压桩的主要原因,承载力计算值与实测值相符,其精度远高于现行规范方法,可供工程实践与科学研究参考。     

土的初始和再压缩曲线分析模型

 土的初始和再压缩过程中,孔隙比与压力关系(即e-p曲线)是天然地基沉降计算与分析的关键之一。首先在土的初始压缩变形机制及其e-p曲线特征研究基础上,引入土应力–应变关系的双曲线模型,并从完全侧限条件下土的应变与孔隙比关系入手,建立出土的初始压缩e-p曲线分析模型及其参数确定分析方法;然后,根据土的初始与再压缩e-p曲线模型的区别是其初始孔隙比与初始压缩模量不同及其产生的原因,提出再压缩土的初始孔隙比与初始压缩模量等参数确定方法,进而建立出考虑应力历史影响的再压缩土e-p曲线分析模型。本文建立的初始与再压缩e-p曲线分析模型均只包含初始孔隙比、初始压缩模量和压缩系数3个常规试验参数,模型简单,参数少,且物理意义明确。最后,通过实测与理论分析曲线的对比分析,表明了该模型的合理性与可行性。     

静力触探在哈齐铁路路堤沉降计算中的应用

在分层总和法的基础上,将地基土划分为许多厚度极小的土层单元,并视每个土层单元都为均质土,通过压缩模量,准确合理计算出地基的沉降。随地层深度连续变化的压缩模量数据,需通过对多组静力触探数据和钻探土工试验数据进行对比回归分析,确定其经验关系。用该方法对新建哈齐铁路路堤沉降进行计算,并与传统方法计算的结果进行对比分析。     

坝料动力变形特性试验研究

在大型动力三轴仪上进行了坝料的动力变形特性试验研究,分析了围压和固结比对最大动模量、动模量衰减规律和阻尼比的影响。试验研究表明:随围压和固结应力比的提高,最大动模量增大;随应变的增大,动模量逐渐衰减;固结比对最大阻尼比影响不大,随固结比的提高最大阻尼比略有降低。基于沈珠江动力变形特性模型,提出了可以将固结比影响归一化的最大动模量和模量衰减的修正公式,该公式能很好地消除围压和固结比对模量衰减规律的影响。结合其它工程试验成果,通过小于5 mm粒径颗粒含量初步探讨了尺寸效应对动力变形特性的影响,研究表明室内试验得出的最大动模量较工程原位土体的要低,而最大阻尼比要略高。     

武广客运专线灰岩残积层红粘土变形参数研究

地基土的变形模量是地基变形计算中的重要参数,一般要通过代价昂贵的平板载荷试验来获取。而室内试验虽可方便地获取土的压缩模量,但因取样过程中的扰动,致使压缩模量与变形模量之间并不符合理论关系公式。我们基于室内试验与现场平板载荷试验的对比分析,结合已有经验公式,得出适用于武广客运专线红粘土路段的变形模量经验取值公式,为由室内试验参数估算现场土体的变形模量提供理论依据。     

外荷载作用下软土压缩模量动态演化规律

在软土地基的压缩性评价和变形计算中,压缩模量Es是一个非常重要的土性参数。而软土的压缩模量Es通常是通过室内侧限压缩实验曲线得到的,是一个定值。事实上,软土在外荷载作用下,其体积减小是随时间发展而呈现不同的特点的,通常可划分为不同的沉降阶段,在这一过程中,其压缩性指标应该是不断变化的,因而,探讨外荷载作用下压缩模量的变化规律和特点,显得十分重要。以珠江三角洲地区某高速公路具有代表性软土为研究对象,结合生产单位的具体工程,在地基处理（超载预压）前后取淤泥质软土样,开展不同压力条件下的固结实验,获得了淤泥土在     

福州滨海地区原状淤泥的力学特性试验研究

对福州可门港原状淤泥进行单向压缩和三轴固结不排水试验。试验得到了福州地区滨海淤泥在荷载作用下由弹性状态向塑性状态变化过程中其固结应力、孔隙水压力与轴向应变的关系以及应力路径曲线的特征。对试验结果进行分析可知,福州淤泥的固结屈服应力随着土层深度的增加而增加,但压缩模量与深度关系不大。通过三轴试验和三轴固结-回弹-再压缩试验得到福州软土修正剑桥模型的指标参数,为该地区滨海软土本构模型及参数的研究与应用提供参考。     

基于静力触探的不同压力段土体压缩模量确定方法研究

静力触探技术具有测试资料连续、重复性好、测试速度快、劳动强度低及经济效益高等优点,已在许多国家广泛应用,并在工程勘察中占有重要地位,然而在应用静力触探成果确定土体压缩模量工程化应用方面尚待进一步完善。本文通过开展深层双桥静力触探及其相应点位的土体固结试验,将所得静力触探试验结果与相应点位的不同压力段土体压缩模量进行综合对比分析,归纳总结出适用于天津地区的基于静力触探确定各土性不同压力段土体压缩模量的经验公式,所得研究成果可为相关工程提供参考,并推动静力触探技术工程化应用进程。     

南京河西地区软土地基压缩特性的研究

通过室内压缩固结实验,研究了不同应力水平对软土地基压缩性的影响,得出了软土地基的压缩系数、压缩模量、压缩指数、回弹指数等主要压缩指标随固结压力的变化规律,研究成果可为软土地基在路堤填土分级加载情况下固结沉降计算提供指导。     

Vertical compression of soft clay within PVD-improved zone under vacuum loading: Theoretical and practical study

Reliably estimating soil vertical compression under vacuum loading is still challenging for geotechnical engineers. In this paper, the soil vertical compression within the prefabricated vertical drain (PVD)-improved zone under vacuum pressure was investigated based on the theoretical analysis, reported laboratory tests and the case histories. A theoretical equation was developed to evaluate the effect of lateral displacement on the soil vertical compression. The observed small overall lateral-to-vertical strain ratio at the perimeter of the PVD-improved zone soil showed that the vertical compression of PVD-improved zone was close to one-dimensional (1-D) state, but 1-D compression method yielded smaller predictions than the measurements from the case histories. The back-analyzed soil modulus of the natural soft clay in Shanghai Disneyland Resort project showed considerable degradation as compared to the corresponding constrained modulus from the laboratory test. Such degradation could be due to the soil disturbance caused by PVD installation. The 1-D compression method was modified by introducing two factors to consider the effect of soil lateral displacement and to correct the constrained modulus due to the soil disturbance caused by PVD installation, respectively. The recommendations were provided after applying the proposed method to a case history.