客运专线铁路软土地基勘察方法

研究目的:通过分析评价软土地基主要勘察手段,得到满足客运专线铁路控制标准的软土地基勘察方法。研究结果:采用原位测试与钻探相结合的综合勘察方法,布置以静力触探为主的原位测试,并用一定数量的钻探取样,查明了地层分层情况。强度指标宜主要由原位测试(静力触探、十字板试验)或直剪试验获得;变形指标应主要由室内土工试验获得,并辅以一定数量的原位测试进行对比验证。     

基于旋转触探技术的基础沉降计算方法研究

研究目的:旋转触探具有勘探深度大,测试数据连续、重复性好,测试快捷、经济等优点,是一种具有广阔工程应用前景的新型原位测试方法。为拓展旋转触探技术的应用领域和范围,本文提出一种基于旋转触探技术的基础沉降计算方法,建立相应的基础沉降计算经验公式,并通过工程实例验证该方法的可靠性。研究结论:(1)提出了基于旋转触探技术的基础沉降变形计算方法,建立了相应的基础沉降变形计算经验公式s=ψλΔpΣni=1[I_iΔz_i/(a_ie_(ri)~(—ci)+b_i)],经工程实例验证,计算效果良好;(2)所建立的基于旋转触探技术的基础沉降变形计算方法,概念明确、计算简单、精度高,计算过程所需参数通过旋转触探原位测试即可获取,无需钻探、取样及室内固结试验,可避免取原状样困难和试验结果离散性大等问题,能大幅降低勘探测试成本和试验周期;(3)所建立的基于旋转触探技术的基础沉降变形计算方法尚无法计算基础加固区沉降量,该部分沉降量的计算可采用复合地基加固区复合土层压缩变形量计算相应公式;(4)该研究成果可为基础沉降变形提供一种简便、快捷的新计算方法,可促进旋转触探技术的应用推广。     

软土地基静力触探机理分析

研究目的:静力触探是一种在铁路工程广泛应用的地质原位测试方法,现行研究中,往往仅采用数理统计方法建立触探参数与土体物理力学指标之间的相关回归公式,缺乏对触探机理的深入认识和对相应回归公式的验证。为此,本文采用数值模拟方法分析静力触探机理及土体物理力学参数变化对静力触探影响规律,并对静力触探结果与土体物理力学参数之间经验公式进行验证。研究结论:静力触探探头贯入过程中,大部分径向压缩发生在1～2倍探头直径范围内,探头端部最大径向应力发生在探头锥底面部位,切向应力大部分为拉应力。在相同触探速率下,随着地基土体不同应力比M值逐渐增大,地基土体竖向应力、剪应力、超孔隙水压力及比贯入阻力均逐渐增大;随着对数体积模量λ值增大,地基土体中径向应力、竖向应力逐渐增大,剪应力、超孔隙水压力及比贯入阻力逐渐降低。此外,数值模拟所得静力触探结果与《铁路工程地质原位测试规程》中相关经验公式符合性较好。     

静力触探浅析及土层划分实际应用案例

静力触探可以快速准确地获得岩土的原位力学参数。单纯的数据分析时,少量数据对整个地层分析影响较大,这时就需要有钻探资料的支持。钻探可以更为直观地判断现场地层分布情况,但钻探相对静力触探时间久、费用贵,而且获得试验数据不如静力触探试验原位测试可靠。因此,在场地条件允许的情况下,两种方法的结合是最佳选择。     

旋转触探在天津某铁路特大桥勘察中的应用

研究目的:目前在天津、华北平原等地区铁路勘察中采用的外业勘察手段主要为钻探、触探,而常规的双桥触探对于埋深大于35 m的密实的粉土及砂土层很难穿透,深部土层物理力学指标的取得主要以钻探取样及标贯为主.触探孔深已经不能满足现阶段的铁路桥梁及深厚软土路基沉降检算等工程设计需要,寻求能够应用于较硬、较深地层的连续、快速、准确、无扰动的静力触探技术是岩土测试技术研究的新方向.研究结论:(1)在天津南港铁路某特大桥勘察中采用的新型旋转触探技术,孔深达到了80 m,克服了常规的静力触探孔不能穿透厚层硬层、测试深度较浅的缺点,满足了设计要求;(2)旋转触探是一种可用于铁路及高层建筑等工程的深层原位测试方法.     

静力触探试验数据管理和计算分析软件设计

为解决工程勘察中静力触探试验数据处理需频繁转换数据格式、数据利用不充分、内业工作量大等问题,基于Qt图形界面框架和Access数据库,采用C++语言开发了适用于现行各主要行业规范的静力触探试验数据管理和计算分析软件。该软件可实现对理正,港达,溧阳等单桥、双桥及三桥静力触探数据的自动识别及批量处理;其主要功能有:采用可视化图形界面划分地层并自动判定土类名称,根据用户所选各行业规范或自定义经验公式计算土体压缩模量、变形模量、桩侧摩阻力、地基基本承载力等岩土特征参数及单桩极限承载力,批量生成静力触探柱状图、各类数据表。工程应用实践表明,该软件可提高静力触探内业工作质量和效率,实现静力触探成果资料的标准化。     

某沿海铁路软土区综合勘察浅析

拟建铁路系冀东地区连接曹妃甸港区的重要钢铁煤炭运输线,线路位于渤海海积平原区。DK73+100至港口区沿线软土分布广泛,其工程性质对于设计施工有重要影响。针对线路沿线软土工程地质特性,采用钻探取样、室内试验、现场原位测试与静力触探相结合的综合勘探方法,并分别对室内试验、原位测试结果及静力触探试验结果进行统计分析。     

客运专线地基沉降计算模量的确定

客运专线的建设需要高度平顺和稳定的轨下基础,控制变形是客运专线路基设计的关键.在保证路基本体施工可靠性的前提下,客运专线的沉降变形主要由地基沉降确定.地基沉降的计算方法有很多种,相关理论计算方法主要区别在于计算土体的应力-应变关系不同,即压缩性指标不同,而压缩性指标主要指土体模量.针对常规计算统一选定室内试验100～200 kPa应力间变形所得出的压缩模量,其前提明显偏离实际情况,相对来说,具有其不舍理之处.通过对比分析室内土工试验及现场原位试验,最终建议采用室内固结试验拟合结论进行沉降计算.     

综合勘探方法确定浅层地基土承载力特征值对比分析

研究目的:不同的勘探方法在同一地点取得的承载力值存在差异,单一勘探方法在缺乏经验的地区显得尤其不足,本文旨在通过对比分析天津泰达科技工业区进行的综合勘探试验成果,以取得各勘探方法之间的系数关系,从而作为确定承载力特征值的依据,进而表明综合勘探方法在岩土工程勘察项目中的优势.研究结论:静力触探结果与载荷试验结果最为接近,钻探取样结果偏差较大,轻型动力触探随深度增加结果偏离值增大;通过对试验数据的对比分析,得出的系数关系为:静力触探对比系数为0.9～1.1,钻探取样对比系数为0.5～1.2,轻型动力触探对比系数为0.6～1.0.     

考虑界面效应的砂土静力触探物质点法模拟

研究目的:静力触探试验广泛应用于工程领域,但室内及原位试验在探究土体内部应变演化机理方面具有一定的困难。相比之下,数值模拟更加高效节约,也更有利于探究土体内部应变演化机理。传统的有限单元法是常用的一种数值方法,但在计算大变形问题时会出现网格畸变问题,造成数值困难。基于上述背景,本文引入一种固体力学中的新型数值计算方法——物质点法,能有效避免网格畸变问题,非常适用于岩土大变形问题的分析研究。因此,本文采用物质点法针对静力触探试验开展三维数值模拟工作,探究锥体贯入过程中土体内部塑性变形区域的演化规律及锥头贯入阻力随深度的变化规律;分析砂土内摩擦角、锥体尺寸等因素的变化对贯入阻力的影响;分析静力触探锥体与土体接触面的界面效应,即不同的摩擦系数对锥头贯入阻力的影响。研究结论:(1)采用广义插值物质点法模拟静力触探试验是合理且可行的;(2)随着锥体的贯入,其周围土体将逐渐屈服,产生弹塑性变形并形成明显的破坏区域;随着贯入深度的增大,锥体贯入阻力先逐渐增大,再趋于稳定;(3)根据土体强度及锥体尺寸参数试验,锥头最大贯入阻力随砂土内摩擦角的增大而增大,随锥尖角的增大而增大,随截面面积的增大而减小;(4)锥-土摩擦系数对于贯入阻力的大小具有显著影响,随着摩擦系数的逐渐增大,最大贯入阻力逐渐增大,两者近似呈线性规律;(5)本研究成果主要应用于静力触探试验机理的分析研究工作。     

武广客运专线红黏土地基压缩模量确定方法研究

研究目的:铁路客运专线无砟轨道路基对工后沉降要求严格,为准确获取武广客运专线红黏土地基沉降检算所需的参数,本文拟通过对红黏土地基室内土工试验及现场静力触探试验、标准贯入试验原位测试指标进行对比分析,确定红黏土地基压缩模量的有效方法,确保工程质量.研究结论:通过试验研究和对比分析表明,武广客运专线红黏土地基压缩模量与标准贯入击数N之间有良好的相关关系,相关系数达到0.85以上.对于红黏土地基上部硬塑土层,通过建立两者间经验公式,采用标准贯入试验击数对室内试验压缩模量E<,s>结果进行适当修正,可以较准确地确定红黏土地基压缩模量,以减小钻探取样及室内土工试验工作量,并有效减小因常规方法勘探取样土样质量不佳造成室内试验值偏低等问题.     

非饱和土地基沉降计算参数试验研究

研究目的:提出非饱和土地基沉降计算参数确定的有效试验方法,可使地基沉降计算参数选择更加合理,对于以地基沉降为主要控制因素的高速铁路客运专线建设具有重要意义.研究结论:针对胶济客专非饱和粉质黏土、粉土开展了室内固结试验及多种现场原位试验,经过综合分析得出:胶济客专非饱和粉质黏土、粉土饱和度一般在46％ ～ 80％之间;建议采用室内固结试验、静力触探试验及标贯试验综合确定非饱和粉质黏土、粉土沉降计算压缩模量参数;可按《建筑地基基础设计规范》计算当量模量对应的经验系数进行计算沉降修正.     

用静力触探确定天然地基的极限承载力

通过对收集到的载荷试验、静力触探对比试验资料的统计分析,提出一种较切实可行的静力触探极限承载力公式,供勘察和设计使用,以推动原位测试方法在岩土工程勘察中的应用。     

静力触探在南广高速铁路工程地质勘察中的应用

通过对南(宁)广(州)高速铁路某标段工程地质勘察中进行的250余个静力触探原位测试结果进行分析及对比研究,总结出适合该地区的地层与静力触探比贯入阻力的对应关系,为利用静力触探划分地层提供了翔实可靠的工程经验;针对勘察过程中的遇到的实际问题探讨了静力触探数据采集易出现异常的类型和处理方法.     

铁路海相软基CFG桩加固试验研究

针对CFG桩复合地基加固海相软土的适用性问题,在铁路正线进行了应用试验。采用CPTU孔压静力触探原位测试方法确定地基土状态指标、强度和变形指标;分别对CFG桩施工过程中的桩土扰动和成桩质量,路基填筑期及静置期CFG桩复合地基的桩土应力分布、孔隙水压力变化、沉降和变形进行了现场监测分析。结果表明:CPTU可以为软基加固处理提供更多的地基土参数;CFG桩复合地基适用于苏北地区海相深厚软土加固;CFG桩复合地基方案对加快地基沉降收敛和减小地基的沉降量效果显著,丰富了海相深厚软土复合地基处理技术与工程实践。     

盾构施工引起地层损失率的变化特征

以北京地铁14号线方庄—十里河站区间为背景,建立ABAQUS数值模型,并结合Peck公式对地层深层位移曲线进行拟合分析,提出用折线法修正拟合法计算相应深度的地层损失率,并结合现场原位测试试验进行对比验证。结果表明:地层损失与沉降槽宽度系数、最大沉降值成正相关关系,地层深层位移曲线符合Peck公式的正态分布特征,地层损失率在不同深度地层中基本不变,原位测试试验的地层损失率约为0.38%~0.39%,可为类似条件下地层损失的控制及计算提供借鉴。     

双桥静力触探在沪宁高速铁路地基土层定名中的应用

介绍了双桥静力触探应用于地基土层划分及定名中的操作流程和参考标准,在沪宁高速铁路镇江段的触探测试中,由触探曲线特征和参数值大小,可以快捷准确地划分出土层土类,进而得到土体的其他物理参数,确保强度和变形等理论计算的及时、合理,指导了路堤填筑等方案的科学实施,取得显著的经济效益。     

深大沉井基础基底承载力现场试验研究

针对至今尚未解决的深层土体承载能力现场试验确定问题,依托沪通长江大桥主墩深大沉井基础的建设,利用自行研发的深厚土层高压防水自稳型荷载测试装置,开展现场载荷试验,获得了沉井底部土层荷载-沉降曲线。试验结果表明:沉井底部土层极限承载力大于6.5 MPa。在此基础上,借助现有理论分析得出相应地基土体的变形模量为12.69 MPa,地基系数为36.79 MN/m^3。与现行《铁路桥涵地基和基础设计规范》相比较,地基承载力现场实测值比以安全系数2推算得到的规范值大15.3%。该测试装置的研发和试验结果的获得,为深基础基底土体承载力的现场测试提供了可靠的测试方法和设备,对于深基础设计计算理论的完善、相关规范的修订和施工工艺的优化等具有重要意义。     

原位测试技术在空客A320总装线项目勘察中的应用

研究目的:目前在我国大部分平原地区岩土勘察中采用的常规触探设备对于比贯入阻力40 ～50 MPa的硬土层很难穿透,孔深仅能达到25 ～40 m,触探深度已经不能满足现阶段的高层、高速铁路及高速公路等工程勘察需要,这个问题已引起岩土工程界的普遍重视.研究结论:(1)采用双桥静力触探、三桥旋转触探、钻探取样、平板载荷试验、剪切波测试等多种原位测试手段,其中所采用的三桥旋转触探技术是一种全新的深层原位测试方法,在本场地触探深度达到了60 m,有效解决了常规的静力触探孔不能穿透硬层、测试深度不足的问题;(2)通过采用对比分析和相互验证的方法,查明了场地范围内地基土时代成因、岩性特征及其分布规律;(3)达到了提高勘探质量、缩短勘测周期和降低成本的目的,为工程设计提供了可靠的设计参数及切实可行的地基基础设计建议.     

静力触探测试土的压缩模量在岩溶地区中的应用研究

压缩模量是软弱粘性土地基变形计算中的重要参数。通过对杭长客运专线灰岩地区粘性土静力触探原位测试的压缩模量与土工试验得出压缩模量进行统计对比分析,计算出适合该岩溶地区粘性土的压缩模量的合理取值。