钉形粉喷桩加固海相软土地基的现场试验研究

针对常规粉喷桩处理海相软土地基中存在的搅拌不均匀、桩身强度低等问题,提出了钉形双向搅拌粉喷桩的施工工艺.以连云港至临沂高速公路软基处理项目为例,进行了现场单桩施工扰动、单桩静载试验,并对试验过程中的孔隙水压力、土压力等参数进行监测.结果表明:钉形粉喷桩由于上部桩径扩大且进行复搅,使变径深度处的超静孔隙水压力最大,且超过土体的上覆有效应力,单桩施工影响在5～10倍桩体半径范围内;由于增大了上部桩径,承载力比相同直径的双向搅拌粉喷桩和常规(单向)粉喷桩的单桩极限承载力分别提高了36％和76％.因此,钉形粉喷桩具有对施工扰动小、单桩承载力高等优越性.     

某公路强夯加固效果的试验分析

文中通过某公路的强夯加固试验段,综合运用沉降监测、软土内的孔隙水压力增长及消散、室内试验、标准贯入试验等手段对强夯法加固软弱地基效果进行了分析和评价。     

数值模拟法确定饱和土强夯施工参数

探讨了用数值模拟确定饱和地基土强夯的施工参数方法:根据孔隙水压力增量随夯击次数的变化情况确定强夯的最佳夯击次数;根据孔隙水压力消散情况确定强夯的间歇时间;根据土体沿深度方向的竖向变形确定土体有效加固深度;根据沿水平方向的竖向变形确定强夯的单点加固范围。研究结果为强夯设计和加固效果评价提供有力的依据。     

饱和软粘土地基沉桩过程中桩土挤压应力及超孔压计算

饱和软粘土地基沉桩过程中桩土挤压所引起的桩周土体超孔隙水压力效应是非常显著的 .本文从弹塑性理论出发推导出沉桩过程中桩周土体挤压应力及超孔隙水压力的计算公式 ,给出了考虑挤压应力和超孔隙水压力等影响因素的合理打桩间距的确定方法     

饱和填土Rankine被动土压力计算

从理论上分析了饱和填土分别处于无渗流和稳定渗流状态时Rankine被动土压力的计算问题。对填土面无超载的情况,当填土中存在稳定渗流时,挡墙仅受被动土压力作用,其大小取填土饱和重度计算;当饱和填土中无渗流时,挡墙同时受被动土压力和水压力作用,土压力取填土浮重度计算。对填土面作用均布荷载情况,当墙背为排水边界时,除荷载作用瞬间外,挡墙仅受被动土压力作用;当填土底面为排水边界时,只有当荷载在墙背引起的超静孔隙水应力完全消散后,挡墙才仅受被动土压力作用。在超静孔隙水应力完全消散前,挡墙同时受被动土压力和水压力作用,其大小和分布随固结度的不同而异;当填土中无渗流时,挡墙同时受被动土压力和水压力作用。     

饱和填土Rankine被动土压力计算

从理论上分析了饱和填土分别处于无渗流和稳定渗流状态时Rankine被动土压力的计算问题。对填土面无超载的情况,当填土中存在稳定渗流时,挡墙仅受被动土压力作用,其大小取填土饱和重度计算;当饱和填土中无渗流时,挡墙同时受被动土压力和水压力作用,土压力取填土浮重度计算。对填土面作用均布荷载情况,当墙背为排水边界时,除荷载作用瞬间外,挡墙仅受被动土压力作用;当填土底面为排水边界时,只有当荷载在墙背引起的超静孔隙水应力完全消散后,挡墙才仅受被动土压力作用。在超静孔隙水应力完全消散前,挡墙同时受被动土压力和水压力作用,其大小和分布随固结度的不同而异;当填土中无渗流时,挡墙同时受被动土压力和水压力作用。     

Hydraulic properties analysis of the unsaturated cracked soil

Morphological parameters of cracks significantly affect the hydraulic conductivity of cracked soil. A laboratory test was conducted to study the hydraulic properties of cracks. The dynamic development of cracks in soil during drying and wetting was measured in the test. Based on the test results, the relationships between the morphological parameters and the soil water content were quantified. According to the fractal model, the soil-water characteristic curve (SWCC) and permeability functions for the cracked soil were predicted based on the dynamical development process of the cracks. A crack-pore dual media model was established to simulate the ponding infiltration in the unsaturated cracked soil. The variations of the pore water pressure in different part of the fractal model are quite different due to the impact of the cracks. This result illustrates that the prediction of the hydraulic properties for the cracked soil is reasonable.     

高水位地区路堤分级施工方法研究

高水位地区路堤在填筑施工时,容易产生超孔隙水压力,影响路堤的安全。基于有限元方法对同一路堤,在相同施工期下对采用三种分级填筑方法进行研究,结果表明：两级填筑产生的竖向变形最小,但两级填筑和四级填筑产生的超孔隙水压力较大,且安全系数较低。综合分析比较,建议采用三级填筑方法。     

水泥混凝土路面半刚性基层的孔隙水压力特性

基于多孔介质弹性理论,运用ABAQUS有限元分析软件对水泥混凝土路面半刚性基层的孔隙水压力进行了数值模拟,计算了不同外部荷载和路面结构条件下的基层孔隙水压力分布规律。分析结果表明:在饱水状态下,基层孔隙水压力随面层厚度、面层模量、基层厚度与基层渗透系数的增大而减小,随基层模量的增大而增大,但面层和基层模量对孔隙水压力的影响不显著;孔隙水压力随交通荷载的增大而呈线性增大,在荷载相同时,荷载分布越密集,对基层孔隙水压力分布的影响越显著,加载模式只影响孔隙水压力的消散过程;孔隙水压力随行车速度的增大而增大,消散过程加快。     

路堤荷载下软土地基蠕变变形性状预测及分析

根据软土的蠕变特性,以有限单元法为分析手段,选用Plaxis软件中能考虑土体黏弹塑性特征的SSC模型,模拟了路堤荷载下软土地基长期变形的过程及性状,同时作为对比,采用不考虑时间效应的SS模型模拟了该问题。计算结果表明,由SSC模型计算的软土地基的沉降、孔压随时间的变化规律均较为合理,而简单弹塑性模型SS的结果则会低估变形水平。此外,SSC模型中的修正蠕变系数μ*对软基长期变形曲线的影响较大。说明今后在预测分析路堤荷载下软土地基的长期变形时,合理考虑软土蠕变特性的关键必要性。     

真空-堆载联合预压在高速公路软基处理中的应用

通过对某工程孔隙水压力及分层沉降资料的观测,分析采用真空-堆载联合预压法加固软土地基时土颗粒所受侧压力、渗流力和抗剪力的变化情况,从深层沉降和孔隙水压力变化方面分析了真空-堆载联合预压法对其加固效果的影响,为其在高速公路软土地基中的推广应用提供了依据和参考。     

PTC群桩施工对连云港海相软土的扰动规律现场试验研究

为了解PTC群桩的施工对连云港软土具体的扰动规律,掌握其桩间海相软土孔隙水压力的积累和消散、软土强度变化特征,进行了现场PTC管桩群桩沉桩现场试验研究,得到了一系列有益的结论,将对其设计、施工起一定的指导作用。     

高频振动贯入灌注桩套管土塞效应的数值分析

为探讨大直径灌注桩套管在高频振动贯入时管端土塞效应的形成机理,采用三维颗粒离散元法进行了数值仿真分析,研究了贯入过程中套管内、外土颗粒的位移、速率与接触应力、土塞高度、孔隙率和土体剪应力的变化.仿真结果表明:高频激振力越大,套管贯入深度越大,相应地管内土塞高度也越大,且超孔隙水压波动的最大幅度和幅值越大;土塞上部孔隙率较大,下部土体较密实.在高频振动贯入过程中,套管端沉入处的超孔隙水压幅值最大,同一时刻土塞内的超孔隙水压随深度增大;管内土颗粒在振动开始时以较小幅度上移;套管端部颗粒接触数目随贯入深度和振动频率的增大而增多,且接触应力和土体剪应力比其他区域大.      

塑料排水板加固高速公路软土路基效果分析

以河北沿海高速公路软土路基塑料排水板超载预压法处理深厚软基的试验结果为基础,对用该方法处理深厚软基的沉降、孔隙水压力、及深层水平位移的变化规律及固结系数进行了分析。     

湿陷性黄土路基的处理技术

用强夯法处理湿陷性黄土的技术,其压缩波使土的孔隙水压力增大,同时土粒错位,土体骨架解体,而随后的剪切波使土颗粒处于更密实的状态,最终能使土的承载力得到有效改善。     

Numerical analysis on cnoidal wave induced response of porous seabed with definite thickness

Severe water waves can induce seabed liquefaction and do harm to marine structures. Dynamic response of seabed with definite thickness induced by cnoidal water waves is investigated numerically. Biot＇s consolidation equations are employed to model the seabed response. Parametric studies are carried out to examine the influence of the air content in the pore water and the soil hydraulic conductivity. It is been shown that the air content and soil hydraulic conductivity can significantly affect the pore pressure in seabed. An increase of air content and/or a decrease of soil hydraulic conductivity can change the pore pressure gradient sharply.     

土石混合体变形破坏的基覆面效应研究

为了研究含石量的变化对土石混合体变形破坏演化规律的影响,考虑了基覆面效应的含石量因素,对土石混合体的变形破坏问题进行了分析.采用自主设计的大型推剪仪对剪切面与基覆面的夹角进行了研究,得到了不同含石量情况下最大剪应力的变化规律,借助渗压计与土压力计研究了孔隙水压力与土压力的变化规律.研究结果表明:当含石量从10%增加至50%时,相同剪切位移情况下土石混合体的抗剪强度会增加,剪切面与基覆面的夹角增加80%;在基覆面底部,剪切面与基覆面的距离增加63.6%;土石混合体变形破坏的最大剪应力即峰值强度增加32.5%;孔隙水压力变化值达到最大值所需的时间增加78.9%;土压力变化值达到最大值所需的时间增加80%;在试验过程中石块会发生翻滚旋转,不会发生被剪断,石块最终会指向土石混合体剪切破坏的方向.      

黏土与粉土复合地层及其中地铁隧道的车致长期沉降

为了探明列车荷载对黏土与粉土复合地层及其中地铁隧道的长期影响,以无锡某地铁区段为研究对象,建立了轨道-隧道-地层系统的耦合2.5维数值模型,分析了运行列车诱发地铁隧道下覆黏土及粉土复合地层的动应力响应规律,进而结合循环荷载作用下黏土及粉土的不排水累积变形特征及孔压累积特征,采用分层总和法研究了列车振动荷载长期作用诱发该复合地层及其中地铁隧道的长期沉降量值及发展规律. 研究结果表明:1） 隧道下覆地基土的动偏应力沿深度方向呈先增大后减小的变化趋势,其最大值出现在隧道下覆约1.3 m深度处,可达2.80 kPa;2） 地铁列车运行导致复合地层中隧道结构的沉降主要发生在地铁列车前20万次运行期内,且隧道结构的沉降在此期间发展得较为迅速;3） 复合地层中隧道结构稳定后的车致沉降量值可达13.44 mm,其中由土体不排水累积塑性应变引起的沉降为11.40 mm,占比85%,由累积孔压消散引起的固结沉降为2.04 mm,占比15%;4） 隧道下覆黏土与粉土复合地层长期变形主要发生在隧道下方15 m范围内,该范围内的土体沉降对隧道结构长期沉降量值的贡献占比达90%.      

考虑时间间歇效应的粉土动力特性

列车荷载是揭示路基真实动力响应特性的前提，以往的动三轴试验将列车荷载视为连续动荷载，忽略了追踪列车间隔时间对路基土体动力特性的影响. 利用室内动三轴仪对粉土开展了连续加载和间歇加载（连续加载与间歇交替循环）的动三轴试验，分析了两种加载方式下粉土超孔隙水压力、回弹模量、累积塑性应变等的发展规律. 研究结果表明:持续动荷载作用下累积的超孔隙水压力在间歇阶段会发生消散，轴向应变在间歇阶段得到一定程度恢复，进而提高了试样抵抗变形的能力；室内动三轴试验忽略间歇效应将高估列车动荷载作用下试样超孔压和塑性应变的累积量及发生破坏的可能性；间歇加载下试样的永久变形行为可依据安定理论划分为塑性安定、塑性蠕变和增量破坏.      

降雨作用下土质边坡水分迁移特征研究

针对降雨诱发边坡失稳的特点,从水分迁移的角度出发,结合非饱和土力学,采用有限元法分析了不同降雨强度作用下边坡内部水分迁移的特征;通过数值模拟得到:降雨作用下,边坡内部孔隙水压力呈层状分布,坡脚处孔隙水压力最大,坡顶次之,坡中最小;边坡中的水分主要沿垂直和倾斜方向迁移,迁移速度由表层向深部逐渐减小,迁移方向也随深度和时间而改变;体积含水率呈非线性分布,且非饱和区非线性化程度较饱和区的高;土体渗透系数随降雨强度的增大而增大,当土体饱和时其渗透系数为饱和渗透系数。