循环荷载作用下淤泥质黏土软化试验研究

针对连云港地区淤泥质黏土颗粒细、渗透系数小的特点,研究了循环荷载作用下土体的软化规律,提出该类土体软化指标.通过三轴循环荷载试验,得到累积轴向应变值和轴向应变值随着循环应力幅值比和固结压力的增大而增大;土样中平均孔压比随着循环应力幅值比的增大而增大;循环荷载的周期越大累积轴向应变和平均孔压值越大;在循环荷载作用初期,变形模量的弱化随着循环应力幅值比和循环周数的增大而更加显著.对试验数据进行分析,得出在风暴潮的波浪循环荷载作用下,连云港地区淤泥质黏土的模量和强度折减系数在0.75~0.80之间.     

考虑变荷载和土体非线性的真空预压竖井地基固结解

针对真空预压竖井地基固结问题,考虑地基土体的非线性、涂抹区土体水平向渗透系数呈抛物线变化和荷载随时间变化的影响,推导出真空预压条件下竖井地基固结的一般解。通过退化研究和对比分析,验证了解析解的合理性。基于一般解,得出瞬间加载和线性加载两种特殊加载模式的相应特解。针对特解,编制计算程序,绘制出真空预压竖井地基固结过程曲线。结果表明,土体非线性对固结特性有较大影响,压缩指数与水平向渗透指数比值越大,地基固结速率越慢;初始应力值越大,土体的固结速率越快;线性加载下竖井地基孔压消散速率较瞬时加载慢。     

荷载作用下超固结比对软土抗剪强度指标影响

通过室内三轴试验,研究在荷载作用下,淤泥质粉质粘土的超固结比与抗剪强度值的关系,进而分析总结出软粘土的抗剪强度指标c,φ值随超固结比和轴向偏应力的变化规律。表明:抗剪强度值随轴向偏应力的增加而线性增加;抗剪强度值随超固结比的增加而增加,呈曲线的变化趋势。超固结比越大,土样的抗剪强度增加的速率越慢。软粘土的抗剪强度指标c,φ值随轴向偏应力的提高而线性增加,但φ值增长幅度较小;软粘土的抗剪强度指标c,φ值随超固结比的增加而增加,呈曲线的变化趋势,超固结比越大,c,φ值增加的速率越慢;与c值相比,φ值增长幅度较小。最后对试验数据加以公式拟合,提出考虑荷载作用下软粘土的抗剪强度指标c,φ值随超固结比变化的计算公式。     

偏压固结软黏土循环特性试验研究

关于软黏土循环强度弱化的研究已经有了很多成果。然而在工程上为了削弱循环荷载对土体的影响,一般会采取打塑料排水板、堆载预压等软基处理手段来提高土体强度,从而减弱循环荷载对土体的弱化作用。以烟台港原状淤泥质粉质黏土为研究对象,通过室内动三轴试验,探究土体在静偏应力固结后累积孔压的发展规律和循环强度的弱化规律。根据孔压数据拟合出软黏土的孔压模型,再利用等效超固结比理论将孔压模型与强度弱化规律相结合,得到了适用于偏压固结之后整个动态循环过程的强度变化公式。     

饱和粉土三轴等p应力路径试验特性研究

为了研究粉土结构受力拉伸和压缩演化过程,以饱和粉土为研究对象,采用振动三轴试验系统,进行饱和粉土等p应力路径试验,分析压缩和拉伸试验过程中粉土的变化,揭示受力影响下粉土变化规律及产生原因,探讨各类参数之间的关系,试验结果表明:拉伸试验和压缩试验中相同围压条件下粉土越密实应力峰值越大。同种粉土拉伸或压缩试验,围压越大应力峰值越大。干密度小的粉土拉伸试验和压缩试验孔压开始上升之后趋于平稳且相同粉土同种试验围压越高相同应变对应的孔压越高。干密度大的粉土拉伸试验和压缩试验孔压的曲线都会出现一个峰值且同种试验围压越大相同应变对应的孔压越大。拉伸试验有效应力比小于1,相同围压下粉土结构越密实有效应力比越大。压缩试验有效应力比最大值大于1,有效应力比随应变的增加趋于稳定,干密度大的粉土有效应力比随围压的增大而减小。研究成果可以为饱和粉土分布地区相关工程设计及施工提供试验数据参考。     

循环荷载下滨海软粘土累积塑性应变试验研究

近海工程在波浪等循环荷载的作用下,地基中的软粘土会产生较大的沉降和变形,影响上部结构的稳定性。本文以烟台港的淤泥质粘土为研究对象,进行动三轴试验,以围压、静偏应力、动应力、荷载循环次数等为变量,探讨了不同工况下淤泥质粘土的累积塑性应变发展规律。试验结果表明,累积塑性应变随着荷载循环次数的增加,先迅速增大,而后增速减缓,最终应变值趋于稳定;累积塑性应变受不同围压值的影响不明显,但是静偏应力比、动应力比越大,其初始增速越快,最终达到的稳定值越大。通过试验结果分析,综合考虑围压、静偏应力、动应力、荷载循环次数等影响因素,提出能够合理描述累积塑性应变发展规律的双曲模型,并应用于烟台港实际工况,计算结果符合工程实际。     

饱和黏土地基对结构物的吸附力研究

吸附力是港口工程和海洋工程中常见的一种力。然而国内外的试验研究,只是把吸附力作为一个整体来研究,未能分析负孔压和黏着力各自的影响因素以及它们之间的相互影响。为此通过模型试验,对拉拔速率和上覆荷载等因素进行研究,明确负孔压和黏着力各成分的大小及其发展变化规律。实验结果表明,土体在受压和受拉时,圆形均布荷载中心点下的孔隙水压力分布满足附加应力计算公式。在相同含水率下,当拉拔速率较小时,随着拉拔速率的增加,吸附力增速逐渐变大;当速率超过一定值后,吸附力增速逐渐放缓。拉拔过程中,土体位移影响着负孔隙水压力的发展,位移越大,负孔隙水压力越大;位移越小,负孔隙水压力越小。吸附力和负孔压的发展随着时间成线性正相关,黏着力随着时间先增加后减小。     

初始剪应力对汶川震区饱和砂土动力特性影响分析

文章以汶川震区中密饱和砂土为研究对象,利用DDS-70动力试验系统,进行振动频率f=1Hz时,固结比分别为K_c=1.0、K_c=1.5和K'_c=2.0条件下的固结不排水动三轴试验,分析了初始剪应力对汶川震区中密饱和砂土动力特性的影响,得出了如下结论:随着初始剪应力的增大,饱和砂土动孔压极值随之降低;在相同的围压和动应力作用下,随着初始剪应力的增大,饱和砂土动应变达到转折点所需的振次增大。在循环振次一定时,初始剪应力越大,其动强度越高;试样动强度均随着循环振次增加而降低的趋势,初始剪应力越大,降低的趋势越明显。     

不同加载速率下碱渣K_0固结试验研究

以天津碱厂碱渣为研究对象,进行不同加载速率连续加载方式下完全侧限K_0固结试验,研究连续加载条件下K_0固结过程中碱渣的变化。试验结果表明:加载速率越高,碱渣结构瞬间的破坏程度越大,产生的应变越大,加载速率对初期的沉降和稳定性有明显的影响。不同加载速率下相同的应力对应的应变不同,轴向应力加载速率越大,应变越大,加载阶段完成大部分变形。在轴压作用下孔压上升很快且接近轴压值,试验过程中产生超静孔隙水压力。试验初期,加载速率越大,固结速度越快,排水量越多,稳压阶段不同加载速率的固结速度比较接近。碱渣表面附着强结合水,受颗粒表面引力的控制,碱渣弹性强,黏性高,具有较强的亲水性。     

循环荷载波形变化对天津滨海软土刚度软化特性的影响

为研究循环荷载波形对结构性软土刚度软化的影响,以天津滨海新区天津港保税区海积软土为研究对象,对其施加不同波形、不同幅值的循环荷载。试验结果表明:当循环荷载应力幅值较小时,软土刚度软化速率慢,不同波形循环荷载对软土刚度软化影响差别不大;当循环荷载较大时,软土刚度软化速率加快,荷载波形变化对结构性软土刚度软化速率影响明显,其中方波循环荷载作用下软土刚度软化的速率最大,正弦波次之,三角波最小。通过对比分析不同波形、不同应力幅值荷载作用下软土软化指数衰减曲线,得到综合考虑荷载波形和应力幅值的软化指数经验公式。     

动荷载后黏性土静力性质研究进展*

针对国内外关于动荷载后黏性土的静力性质的研究进行了概括和评述。重点讨论了循环荷载后试验研究和循环荷载后黏性土性质的理论分析。总结了循环荷载后黏性土表现出似超固结性质。基于循环荷载后与卸载后具有相似的超固结性质的假设,论述了不同研究者建立的循环荷载后强度、模量与似超固结比、孔压等之间的理论关系。     

水工建筑物抗震设计中土超孔隙水压力计算

水工建筑物地震分析中,超孔隙水压比是判断土体是否液化与计算地震动土压力时的基本参数。针对美国规范水工建筑物抗震设计中超孔隙水压力的计算问题,介绍场地循环应力比、等效循环应力比、液化触发系数等概念,并考虑工程实际情况,通过一个重力式码头设计实例说明其计算步骤。结果表明,本方法可以解决土体超孔隙水压比的估算问题。     

碎石桩复合地基中超孔压长消的解析解

针对单桩碎石桩复合地基的不同边界条件,将作为力源项的动孔压增长率表达成为深度z与时间t的函数,利用分离变量法和Green函数给出了动静荷载耦合作用下碎石桩复合地基中超孔隙水压力长消的一般性解析解。通过工程算例,对地震期碎石桩复合地基中超孔隙水压力的发展过程进行了讨论。计算结果表明:地震期复合地基中孔压比的分布规律沿深度方向不同,中部孔压比较大,上、下部孔压比较小;碎石桩的径向排水效应十分明显;碎石桩排水效应的影响程度沿深度方向不同。     

真空-电渗联合作用下的软基固结计算研究

考虑了电渗水流与压力水流的叠加作用及井阻对真空度衰减的影响,在此基础上结合Hansbo砂井地基固结理论和真空-电渗边界条件,建立了轴对称真空-电渗联合作用软基固结方程,给出了地基中平均孔压和径向固结度的解析解,并进行了退化验证。最后通过算例分析,研究了不同荷载组合情况对平均孔压消散和径向固结度的影响。结果表明:真空-电渗联合作用下平均孔压是真空预压与电渗分别作用下孔压的叠加;在真空度不足情况下,可通过调节电渗电压大小,保证土体加固效果;在真空度一定的情况下,电源电压越大加固效果越好。     

海运红土镍矿的动三轴试验研究

利用动三轴仪,对船载散装红土镍矿的动力特性进行了试验研究。通过对振动双幅应变曲线和累积孔隙水压力曲线进行分析,探讨了含水量、动应力、固结度等因素对红土镍矿动力特性的影响。结果表明：含水量是影响红土镍矿动力特性的关键因素,且镍矿存在临界含水量,超过该临界含水量,红土镍矿的动力特性会发生突变;当动应力小于某一临界值时,动应力对镍矿动力特性影响有限;另外增加固结度可以提高红土镍矿的动强度。研究结果可为进一步分析镍矿流态破坏提供理论基础。     

4种真空预压土体固结度预测方法及其效果对比

以天津临港经济区真空预压工程实测地表沉降数据为基础,使用双曲线法、三点法、Asaoka法及孔压固结度法对地基的固结度进行预测。结果表明：使用双曲线法预测结果较小且人为影响大,影响工程经济性;三点法预测结果较大,不能保证工程质量;从欠固结土沉降计算理论出发,认为孔压固结度法计算结果可以作为预测结果下限值,而Asaoka法与实测结果较吻合。建议在类似工程中改变单一的双曲线评价方法,采用3种预测方法对比分析为主、孔压固结度法为辅的方法综合评判。     

土工管袋充填过程模拟与固结试验

土工管袋技术在滩涂围垦、河海岸保护及港口建设等领域应用广泛,并在模袋承载力、袋体张力、填料、渗透排水研究等方面取得丰富的成果,但其填土固结全过程分析及固结规律远未得到充分认识。为此,开展管袋模型试验,全方位监测充填过程中孔压与土压力演变规律。结果表明:1)袋内孔压、土压在充填与消散交替进行中表现为交替的变化过程。袋内水平土压力系数上部与下部不同,上部接近主动土压力系数,底部接近静止土压力系数。2)充填初期,袋底孔压最大,距离透水的土工布边界越近,其消散越快。此外,中部孔压一直最大,上部次之,底部最小。3)充填期管袋的高度与中部孔压呈紧密的正相关关系。     

强夯作用下孔隙水压力响应试验

在强夯荷载的作用下,地基内部将引起孔隙水压力的迅速增长,孔隙水压力增长和消散的大小以及速度在一定程度上反映了土体加固效果的好坏,尤其是对饱和软粘土地基。在信息化施工过程中,孔隙水压力的消散情况还可用来控制夯击相邻遍之间的间隔时间。文中浅释不同土质的孔隙水压力产生和消散机理,并通过工程实例,分析在强夯作用下,孔隙水压力响应的规律,进一步了解强夯的加固机理和加固效果。     

固结度计算中的影响因素分析

通过对试验实测资料的分析，讨论了孔隙水压力仪埋设位置，固结系数取值，应变固结度与应力固结度的差别和欠固结四种因素对固结度计算结果的影响，提出在软基加固处理固结度计算分析时，应考虑这些影响因素。