排水固结法处理软土地基的应用研究

软土地基处理的方法有多种，对于以土石为结构主体的公路，机场等建筑结构物，采用排水固结法处理软土地基是经济有效的方法之一，本文通过理论分析结合工程应用研究，探讨通过超载预压作用，控制次固结压缩带来的工后残余沉降，以确保建筑物在使用年限内的安全稳定。     

公路荷载作用下软土地基次固结

本文以京津塘高速公路软土地基沉降的环境为背景，针对沉降设计标准中的固结问题，以检验和完善设计、指导施工为目的的大型试验工程为依托，以近３年多的观测资料为依据，主要阐述：次固结的发生与机理；次固结在垂直排水固结中的意义、作用及其地位；当前国内外在软土地基处理设计中次固结的考虑与量值的推算；京津塘高速公路对次固结的分析研究；并着重阐述应用沉降速率分析法，对３年来大量的沉降观测资料的统计分析研究，推算出     

天津地区海相软土的固结特性分析

对天津附近软土,进行了高压固结和一般固结试验,探讨了原状和重塑软土的主次固结变形特性,研究了软土的固结系数,固结压力、孔隙比、压缩指数分别对次固结系数的影响关系.结果表明:根据软土在固结过程中的沉降量与时间关系曲线可确定主次固结界限.在同一固结压力下,原状土的主次固结系数均要大于重塑土.每级加载持续时间长的一般固结试验得到的次固结系数值要小于时间短的高压固结得到的Cα值.次固结系数与孔隙比呈反向关系,孔隙比e与次固结系数Cα满足四次多项式关系.在高压固结试验中,压缩指数与次固结系数大体满足线性关系,原状软土Cα与压缩指数Cc的比值近似为0.019 4, 重塑软土Cα与Cα的比值近似为0.0210.     

焦作地区软土固结非线性特性的试验研究

通过调整含砂量选配三种土样,利用快速压缩法等相关试验研究焦作地区软土的压缩性质、压缩过程及变化规律,得到软土压缩性质随成分变化的基本规律以及非线性关系的各种不同表现,其相关简化公式,可在工程中应用.     

考虑软土次固结本构模型的试验研究

以天然应变为基础,引入考虑软土次固结本构模型的沉降计算方法,对申嘉湖高速公路K95+24取土并进行室内单向固结试验.结果表明:以天然应变为基础作出的ε<'H>-lnt曲线相比于以线应变为基础作出的ε<'c>-lnt曲线更有规律,当应力小于200 kPa时,文中计算的结果与传统方法计算的结果差别较小,当应力大于200 k...     

动力排水固结法处治道路软土地基

结合软基路堤工程，提出强夯与堆功预压组合的动力排水固结法，讨论其施工工艺、施工方法、现场监控措施和设计施工必须注意的问题。     

高路堤荷载下压实黄土的次固结变形研究

针对黄土地区高路堤由次固结变形引起过大的工后沉降的问题,通过一系列的一维固结试验,研究了压实黄土的次固结特性,分析了固结压力、固结时间和超载比对次固结的影响,以及不同加载时间间隔情况下对次固结变形量的影响.结果表明:当处于正常固结状态时,随着固结压力的增大,压实黄土的次固结系数逐渐减小并趋于稳定;超载预压处理在一定压力范围内不但可以大大减小压实黄土的次固结速率,还使得次固结发生的时间推迟.而当压力超过预固结压力值后,这种处理效应便会消失;次固结系数与压缩指数具有很好的相关性.此外,在主固结完成后次固结才产生的假定下,结合试验结果提出了适合黄土地区高路堤由次固结变形引起的工后沉降的计算方法,并结合实体工程对其适用性加以验证.     

考虑吸附结合水影响的高液限土路基压实度控制标准

为了确定用高液限土直接填筑高速公路下路堤时压实度控制的下限值,选取海南高液限土,并以长沙黏土质砂为对比样,开展基本物理性质、电镜扫描、重型湿法击实、浸水CBR和非饱和固结试验;利用容量瓶法测定土样的吸附结合水含量;分析吸附结合水对高液限土击实特性、强度、水稳性和压缩性的影响;将吸附结合水视为土中固相的一部分,提出并论证高液限土压实度控制下限值计算式。研究结果表明：海南高液限土含有大量微孔隙和叠片状结构的黏土矿物,吸附结合水的能力远强于黏土质砂;吸附结合水含量与塑限密切相关,约为塑限的85.3%;吸附结合水作用使高液限土相对黏土质砂而言最佳含水率偏高,最大干密度偏低;当初始含水率低于吸附结合水含量时,高液限土CBR试件浸水后的膨胀量显著增大;吸附结合水对高液限土在高含水率状态下仍能保持一定CBR强度和低压缩性起到了积极作用,并可在路基运营期内始终保持稳定;采用高含水率的高液限土填筑下路堤时,其压实度控制下限值并非定值,而是与其吸附结合水含量和最佳含水率相关,前者越大于后者,压实度控制下限值越低。研究成果可为高液限土路基设计与施工及相关技术标准的制修订提供参考。     

非饱和软土路基在长期荷载作用下的一维固结沉降研究

将Kelvin蠕变模型与Duncan非线性弹性模型串联为非线性粘弹性蠕变模型,来描述非饱和软土路基的本构关系。本构方程结合非饱和土有效应力方程和孔隙水压力与孔隙气压力控制方程,推导出非饱和软土路基在长期荷载作用下的一维固结-蠕变耦合方程,可以求解非饱和土路基任意时间任意位置的孔隙水压力、孔隙气压力。利用求得的孔隙水压力和孔隙气压力通过积分可求得路基的竖向沉降量,并结合工程实例对方程进行了验证。     

袋装砂井处理河滩相软土固结沉降研究

以河滩相软土为研究对象,利用沉降板、测斜管、孔隙水压计等测试仪器,选取有代表性的观测断面,进行了一年多的沉降与稳定观测。通过对观测数据进行整理与分析,推算出符合工程实际的最终沉降量、固结沉降量及地基平均固结度,进而从三个方面对袋装砂井加速河滩相软土固结效果进行了评价。同时提出了固结度参数β的参考值,对在河南省河滩相软土地基上修筑高等级公路具有重要的参考价值。     

孔压静力触探(CPTU)探求高速公路软基固结系数研究

基于孔压静力触探(CPTU)的原理,简要介绍了利用CPTU试验求解地基土固结系数的理论方法,并以Tor-stensson理论模型为例,详细叙述了利用CPTU试验资料探求地基土固结系数的方法和步骤。结合连盐高速公路灌云三标的CPTU试验进行了实例计算,结果表明,现场所得的固结系数较室内试验的固结系数大1~2个数量级,与其他研究者的结果一致;在淤泥土层内,现场固结系数较室内试验所得的固结系数变化小,与现场资料反演值很接近;若采用此方法为实际工程提供设计固结系数时,进行修正后效果会更好。     

深厚软基处理中袋装砂井长度的研究

利用袋装砂井长度是砂井地基固结速率的重要影响因素,分析软基处理中处理区与下卧层之间的相互作用,对深厚软土地基固结度的计算方法进行合理改进,推导出计算固结度时砂井底面孔压不相连续的计算关系式,并从深厚软基中非理想因素、砂井长度方面对固结度的影响进行论述。结果表明,固结度随砂井长度的增加呈抛物线趋势先升后降。同时,从砂井长度对砂井处理费用的影响上进行定量关系计算,结果表明呈正相关性,因而,从理论上论证了袋装砂井最优长度的客观存在。通过某试验段工程实例,利用砂井深度与固结度增加百分比和投资效益比关系,结合总施工工期对固结度的要求、施工条件等对袋装砂井最优长度的确定方法进行研究,确定了最优砂井深度,实例计算结果表明,最优砂井深度为h0=22 m,利用沉降观测数据分析,比原设计的h=25 m砂井更为经济、合理,处理效果也达到设计要求。     

不同深度沼泽湿地软粘土压缩固结特性

正确评价软粘土的变形特征,准确计算软粘土地基的沉降量及沉降过程,主要取决于变形指标.变形指标的实测结果受取样深度、固结压力及固结时间等因素影响.因此,采用单向固结试验,设计多级荷载,增加每级荷载的加压时间,对不同深度沼泽湿地软粘土进行压缩固结特性的研究.根据试验研究成果:系统地总结了不同深度沼泽湿地软粘土变形量、孔隙比...     

考虑土体蠕变特性的桥台软基变形分析

针对软土地区的桥梁常因软土蠕变而产生病害的问题，研究了土体蠕变特性对桥台软基变形分析的影响。首先引入改进的西原模型；然后将桥台及软基简化为可共同考虑土体蠕变的桩-土-桥台共同工作的有限元计算模型，基于蠕变计算的时步-粘性初应变法，给出可考虑软土蠕变非线性特性的有限元计算方法，并据此编制出相应的有限元计算程序；最后利用该程序对某桥台桩基工程实例进行分析，得到了该桩基桥台后软土蠕变场等值线图，反映出桥台与桩对蠕变场的影响范围及承台与桩交接处的应变集中现象。     

排水固结联合反压护道在山区高填软土路基的工程应用

通过珠江三角洲平原软土与山间软土的物理力学性质对比,指出山区软土相对平原软土具有厚度较小、物理力学性质较好的特点。山区地形和软土特点是排水固结联合反压护道应用于山区高填软基的有利条件,结合工程实践,根据现场监测数据分析了该方法加固处理山区高填软土路基的应用效果,在此基础上,提出了一些有效的结果与建议,可供类似工程项目参考借鉴。     

南宁膨胀土作路堤填料的土性试验

围绕南宁膨胀土能否直接用作路堤填料问题,系统开展了该类膨胀土的各种土性和路用性能试验研究。通过详细整理测试数据、系统分析试验成果,全面对照膨胀土路堤物理处治技术中新的填料分类指标体系,从路基填料的强度、变形和施工可碾压性3个方面逐一展开分析论证。结果表明:除一处土样天然稠度不满足要求外,其余南宁膨胀土均可直接用来填筑外环公路的下路堤;所得结果为该段路基实施物理处治方案设计提供了理论依据和参数。     

饱和软土三轴剪切特性与微观结构关系试验

天然土体均具有一定的物质组成和内部结构,因而表现出不同的工程特性。为探求软土在剪切变形过程中微观结构的演化规律,研究土体的宏观物理力学性质与微观结构之间的相互关系,对珠江三角洲饱和软土进行真三轴剪切试验和核磁共振试验,获取不同剪切速率条件下不同应变阶段的软土力学响应特征和孔隙微观结构参数。试验结果表明：三轴试验前后软土的孔径均主要集中在1～20 μm区间,经三轴剪切试验后软土的微观结构及其参数均发生了不同程度的变化,如平均孔隙半径减小,孔隙率降低,含水率减少。在剪切过程中,软土的剪切变形存在一个应变阈值（竖向应变4%～5%）,当竖向应变小于应变阈值时,软土的小孔隙的百分数随应变增大而减小,中、大孔隙百分数随应变增加而增加;当竖向应变大于阈值后,孔隙分布随应变的变化趋势则反之。软土的微观结构形态及其微观结构参数变化受剪切速率和土的应变值这2个因素影响较明显;孔隙形状参数（S/V）随土的应力状态（广义剪应力q和应变ε_s）有规律变化。此外,从微观结构层次和分子动力学角度揭示了软土剪切力学行为,软土剪切过程实质是土微（细）观结构不断自我调整的过程,土体的受力变形在微观上主要表现为孔隙大小和形状的变化。