荷载作用下软粘土土性指标变化规律试验研究

目前许多港口与海岸工程建设在深厚软粘土地基上,荷载作用下软粘土土性指标的变化成为工程设计中关心的问题,而固结度和上部结构物产生的竖向荷载是影响地基土体土性指标的主要因素。针对烟台港淤泥质粉质粘土原状土样,通过三轴固结不排水剪切试验,研究不同固结压力、不同固结度下软粘土抗剪强度和土性指标的变化规律。试验结果表明,荷载作用下软粘土的抗剪强度和土性指标基本随固结度和轴向偏应力的增大而线性增大,粘聚力增长幅度十分显著,而内摩擦角增长幅度相对较小。根据试验数据,提出工程设计中考虑荷载作用的土性指标计算公式。     

广西红粘土结构性研究

本文结合广西红粘土的成因及其结构特征,对广西三个变电站工程红粘土原状土与扰动重塑后土的抗剪强度指标的分析,广西红粘土经过扰动重塑后,红粘土的粘聚力c变化显著,重塑后红粘土的粘聚力显著减小、内摩擦角(φ)值变化较小。重塑后c’值只能恢复到原状土c值的60%左右,而重塑后φ’值能恢复到原状土φ值的85%～95%。     

考虑固结过程的软土地基承载力数值分析

深厚软黏土地基在受到上部结构传递的荷载作用时将会发生进一步固结,进而影响软土地基的承载特性,因此考虑荷载作用下软土地基的固结特性对地基承载力分析有重要意义。文章以室内静三轴试验所得软黏土抗剪强度指标c、φ随固结度和静偏应力变化规律为基础,利用大型有限元软件ABAQUS,通过用户子程序USDFLD对土体材料进行二次开发,建立考虑土体抗剪强度指标随固结度和静偏应力变化的有限元模型,进而对重力沉箱式防波堤软土地基承载力进行数值分析。有限元计算结果表明:静偏应力作用下地基土体发生进一步固结,土体固结度随时间增长而增大,抗剪强度指标出现明显增长。依据极限承载力、允许变位的判别标准分别对软土地基承载力进行分析:伴随着土体的不断固结,两种判别标准下的承载力安全系数均明显增大,且后者计算结果相对安全,建议采用允许变位的判别标准来计算实际工程中的承载力安全系数。     

十字板强度推算的抗剪强度指标在箱筒型基础设计计算中的应用

新型箱筒型防波堤基础稳定性计算与抗剪强度指标的取值密切相关。在天津港地区，上覆较厚的软粘土层，处于欠固结状态，含水率高，承载力低。在施工期稳定性分析中，目前以十字板强度在工程中应用最广泛，但十字板强度实际上是土体各滑动面的抗剪强度的小值，单一的十字板强度指标无法估算新型箱筒型基础的地基土压力及承载力等。基于十字板强度随深度线性分布的规律及摩尔-库伦抗剪强度原理，结合收集的大量十字板强度实测数据，通过回归统计分析推算出地基土的2个抗剪强度指标，可应用于新型箱筒型基础稳定性和承载力的计算。该方法具有一般性，还可用于软粘土土坡稳定分析。     

十字板强度推算的抗剪强度指标在箱简型基础设计计算中的应用

新型箱筒型防波堤基础稳定性计算与抗剪强度指标的取值密切相关。在天津港地区,上覆较厚的软粘土层,处于欠固结状态,含水率高,承载力低。在施工期稳定性分析中,目前以十字板强度在工程中应用最广泛,但十字板强度实际上是土体各滑动面的抗剪强度的小值,单一的十字板强度指标无法估算新型箱筒型基础的地基土压力及承载力等。基于十字板强度随深度线性分布的规律及摩尔-库伦抗剪强度原理,结合收集的大量十字板强度实测数据,通过回归统计分析推算出地基土的2个抗剪强度指标,可应用于新型箱筒型基础稳定性和承载力的计算。该方法具有一般性,还可用于软粘土土坡稳定分析。     

固结不排水剪阻角的试验测定

确定土的抗剪强度和强度指标的方法应分为有效应力法、总应力法和固结应力法等三种,而不能仅仅分为前两种方法.强调土的固结不排水剪阻角的定义应该表示其不排水强度随着剪前固结应力增长而提高的规律,指出目前用来整理直剪和单剪试验结果的常规方法,在实用上是可行的.     

影响疏浚珊瑚礁岩抗剪强度的关键因素

依据疏浚工程珊瑚礁岩的物理力学试验资料,应用珊瑚礁沉积原理和结构特征理论知识,将疏浚珊瑚礁岩分为3类:管状珊瑚礁岩、蜂窝状珊瑚礁岩和致密状珊瑚礁岩。从珊瑚礁岩的特性角度出发,分析了礁岩类别、颗粒成分和破坏应变率对抗剪强度的影响及规律。结果表明:1)粘聚力c和内摩擦角φ均具有无填充管状珊瑚礁填充珊瑚砂粒蜂窝状珊瑚礁填充钙质胶结方解石致密状珊瑚礁的特点。2)内摩擦角φ值与粒径大于5 mm的含量值相关性最好,回归系数为0.862。3)c和φ值随轴向应变的增加而迅速增加,抗剪强度达到峰值,所需应变率为0.018%~0.082%,都为脆性破坏,呈现剪切、劈裂和沿裂隙破坏3种形式。     

不同固结度对软土强度及变形的影响

土的固结度对土的工程力学性质影响较大。对重塑软土进行了不同固结度的三轴试验。试验结果表明:重塑软土的抗剪强度随着固结度的增加而增加;其抗剪强度指标c变化很小,基本为定值;准随着固结度增加并非单调增加。对试验数据用邓肯-张模型进行拟合分析,拟合效果随着围压和固结度的增大而变差。     

新型整体卸荷式板桩结构在某挖入式港池中的应用

吹填流泥地基采用真空预压浅层加固的主要目的是为深层地基处理提供稳定的工作面,因此其控制指标是浅层加固区地基承载力或不排水抗剪强度,但是目前的沉降速率卸载标准主要服务于控制工后沉降。为合理确定卸载时机,根据软黏土不排水抗剪强度与有效固结应力的关系、剩余沉降与沉降速率的关系,并考虑卸真空对软黏土抗剪强度的影响,推导得到了浅层加固沉降速率卸载标准公式。浅层加固沉降速率卸载标准与地基承载力或软黏土不排水抗剪强度需求、真空预压荷载、加固厚度、竖向排水体间距、固结系数等有关。工程实例表明该方法确定的沉降速率卸载标准与工程实际基本相符。     

高动应力水平下软粘土动力特性研究及应用

软粘土在受到不同应力水平动荷载作用时动力特性差异较大,在低水平动应力作用下土体强度呈现循环弱化并趋于稳定状态,在高水平动应力作用下土体强度会发生循环破坏,高、低动应力水平的临界值称为临界动应力。目前研究大多针对低水平动应力作用下土体强度循环弱化问题。针对烟台港淤泥质粉质粘土开展了一系列动三轴试验,探究淤泥质粉质粘土的临界动应力变化特性及土体在高水平动应力下的强度变化规律,研究了不同围压、不同固结静偏应力和不同超固结比条件下软粘土的动力特性。通过对动强度试验数据的统计分析,给出了土体临界动应力随固结围压的变化规律,得到了综合考虑循环次数、围压、静偏应力和超固结比的土体动强度模型。依据已有的低水平动应力下循环强度弱化模型和建立的高水平动应力下动强度模型,通过二次开发将其在ABAQUS软件中实现,建立了综合考虑不同动应力水平下土体强度循环弱化和循环破坏的有限元数值模型,并通过实例研究了土体强度循环破坏对地基承载力的影响。