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。     

多因素下滨海软黏土循环后强度弱化研究及应用

随着近海工程向深水化、大型化发展,波浪循环荷载作用下软黏土地基弱化问题越来越受到关注。文章以烟台港原状淤泥质黏土为研究对象,通过动三轴试验,研究了不同围压、动应力和静偏应力影响下循环后不排水抗剪强度弱化规律和应力路径发展规律。在此基础上考虑实际工程中的土体状况,增加了固结度这一新的影响因素。试验结果表明存在固结度临界动应力比0.2,当动应力比小于等于0.2时,固结度对于土体强度弱化的影响基本一致;当动应力比大于0.2时,固结度对于强度弱化的影响突然加速。根据试验规律建立了综合考虑围压、动应力、静偏应力和固结度的多因素影响下不排水抗剪强度弱化公式,并采用拟静力方法将公式应用于烟台港防波堤数值模型的计算中,结果表明考虑强度弱化效应的计算方法更加接近工程实际。     

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。     

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。     

滨州港直排式真空预压软基处理监测及检测效果

在滨州港直排式真空预压施工过程中,对地表沉降、地下水位、孔隙水压力进行监测,并通过深层真空预压前后的土工试验,分析各土层物理力学指标及十字板强度变化,对地基处理效果进行评价。结果表明,水位下降情况与地表沉降情况在真空预压期间相关性极高;不同土质在排水板打设后短时间内,孔压消散值会出现增加和减小两种情况;对于渗透性较弱的淤泥质黏土、黏土层等,短时间内膜下真空度的变化对其孔压基本不产生影响。     

循环荷载下滨海软黏土孔压发展规律及强度弱化特性

循环荷载作用下软黏土会出现抗剪强度降低、变形模量减小的强度弱化现象,从而使软黏土地基的承载能力大幅度降低,影响结构的安全稳定性.以天津滨海原状软黏土为研究对象,试验中考虑实际工程中的加载路径,引入偏应力水平和动应力水平参数,由回归分析方法确定了滨海软黏土孔压与振次对数型关系曲线.分析了偏应力水平和动应力水平对软黏土抗剪强度折减率的影响,使用归一化分析方法确定了不同静、动应力组合下软黏土抗剪强度折减规律.     

波浪循环荷载作用下饱和软黏土孔压发展模式

利用循环三轴试验对波浪循环荷载作用下饱和软黏土的孔压发展进行了研究,考虑了固结应力、循环应力幅值和循环周期等因素对孔压发展的影响。试验发现,在循环荷载初期,平均孔压的增长较迅速,而循环荷载的后期孔压增长较缓慢;循环应力幅值越大,固结应力越小及循环荷载周期越大,土体中的孔压越大。根据试验结果建立了拟合孔压与循环周数的数学关系式,并研究了不同试验条件对参数的影响。分析表明:循环应力幅值比越大,固结应力越小及参数u*max越大,固结应力对参数k、t的影响较小,参数k、t随着循环应力比值分别近似呈线性降低和线性增大的趋势;不同循环周期的参数u*max和t近似为常数,参数k随着循环周期的变化呈线性降低趋势。     

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.     

黄河三角洲粉质土振动孔隙水压力发展规律试验研究

以室内动三轴试验为基础,对黄河三角洲沉积土(粉质土)进行振动液化试验研究,发现在循环荷载作用下,其振动孔压比与振次比之间满足双曲线关系,粉质土振动初期孔隙水压力急剧上升,随之逐渐趋于稳定,并分析了产生这种现象的原因.     

长江口航道黏性原状土冲刷特性试验

通过封闭有压矩形管槽的物理模型试验,对长江口航道底质淤泥质粉沙原状土进行冲刷试验,分析原状土的起动和冲刷特性,以及土样深度对土样冲刷效应的影响。结果表明,冲刷前后的泥沙沉积密度相当,冲刷后的土样含沙量较小,沉积密度略小于冲刷前。土样的临界起动切应力随着临界起动流速增大而增大,两者满足指数关系且函数拟合性较好。随着土样深度的增加,土样的冲刷率和冲刷系数均减小,这表明位于长江口航道的底质泥沙随着深度呈现不均匀的分布特征,深度越大的泥沙抗冲刷能力越强,深度越浅的泥沙颗粒组成越不稳定,容易被水流扰动冲刷。     

青岛董家口地区软土对比固结试验研究

文章以青岛董家口港区软土为研究对象,选取代表性土样进行充分扰动后重塑与原状土样在设计的加荷方式下进行对比固结试验,试验结果显示该地区软土具有一定的初始结构强度,施加12.5kPa载荷后沉降差为0.5mm沉降差比为2.97;随着压力增大,该强度对沉降量影响减弱,可为相关人员计算该区域软土结构破坏压力提供参考。     

鱼山海域促淤围涂工程软土特征及土工指标分析

针对鱼山海域软土十分发育、对工程建设影响较大的问题,进行该海域软土土工试验成果分析研究,包括③2层淤泥质粉质黏土层物理、力学指标等影响因素;采用数学统计方法分析主要指标的相关性。结果表明：该层土工程性质差,常规物理试验指标离散性较小;天然含水率与孔隙比、液限与塑限、塑性指数具有明显线性相关特性;抗剪强度随着深度增加而呈现十字板原位测试（原状）＞直剪快剪＞固结快剪规律。     

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。     

振幅对道路材料振动压实效果的影响

振动压路机的振幅是影响道路压实效果的重要因素，为研究室内路用材料振动压实试验方法，利用自行研制的振动压实仪，对在不同振幅振动压实条件下。粉土和水泥稳定碎石材料的压实效果进行了较为深入的研究。结果表明，对于粉土和水泥稳定碎石材料等不同路用材料有不同适用的振幅范围，粉土合适的振幅比水泥稳定碎石的振幅要大。     

气态水补给条件下不同类型土水分迁移规律及冻胀特性研究

使用自主研发的水分迁移和冻胀试验设备,对比分析砂土、粉质黏土、人工制备75%砂土+25%粉质黏土、25%砂土+75%粉质黏土在水汽补给条件下水分迁移规律及冻胀特性,研究了不同类型土试样冻结时间与含水率、温度场、冻胀量、冻胀力之间的变化规律,建立了不同类型土试样冻胀量和冻胀力的拟合公式。研究表明：土性对水分迁移影响较为显著,冻结7 d后,砂土试样峰值含水率达到22.1%;75%砂土+25%粉质黏土试样峰值含水率为17.1%,25%砂土+75%粉质黏土试样峰值含水率为10.1%,粉质黏土峰值含水率变化幅度不大。随着土中细粒含量的增加,试样温度场达到稳定所需的时间越长,冻结7d后不同类型土试样温度场均趋于基本稳定。冻结7 d后,不同类型土冻胀量和冻胀力差别较大,砂土试样冻胀量达到0.71 mm, 75%砂土+25%粉质黏土试样冻胀量为0.55 mm, 25%砂土+75%粉质黏土试样冻胀量为0.36 mm,粉质黏土试样冻胀量变化不大;不同类型土冻胀力随冻结时间的增加呈正相关线性关系,相同高度处试样冻胀力随着土中细粒含量的增加有所减小。     

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。     

竖向荷载作用下厚覆盖层防渗墙竖向变形模型试验研究

我国有多座250 m甚至300 m级的超高土石坝,在设计或施工中都面临准确计算坝体防渗墙的变形和应力的问题。通过开展室内模型试验,研究防渗墙墙底接触刚度和墙-土接触面属性对混凝土防渗墙变形的影响。墙底刚性接触的防渗墙沉降明显小于柔性接触,但是刚性接触的防渗墙压应变是柔性接触的1.44倍,最大压应变均位于1/2墙高处。采用未包裹的黏土做接触面泥皮,导致防渗墙沉降和压应变增加;采用膨润土做接触面泥皮能显著降低防渗墙的沉降和压应变。相比于不考虑泥皮和采用未包裹的黏性土做泥皮,膨胀土泥皮防渗墙的最大压应变分别降低了44%和52%。     

强震作用下动孔隙水压力对砂质边坡动力响应的影响

基于砂质边坡的弹塑性有限元模型和室内振动台试验研究了动孔隙水压力对边坡动力响应的影响规律。研究结果表明,坡脚位置的动孔隙水压力增大趋势明显,为滑坡最易剪切滑出的位置,在实际工程中应作为重点防护位置;动孔隙水压力随着平均有效应力的增加呈现总体减小的趋势;动孔压的存在使边坡在受较大动应力作用时破坏加速;由平均主应力增量引起的孔压与土的非线性变形特性无关。无地下水时,砂质边坡的坡顶首先发生拉裂破坏,表现出明显的鞭梢效应;有地下水时边坡的破坏首先出现在坡脚。地震作用下室内试验测得的动孔隙水压力整体上小于数值模拟值,但最大误差均控制在15%以内,验证了数值模拟结果的准确性。     

乐清湾大桥超长大直径后压浆灌注桩的自平衡试验研究

基于乐清湾大桥及接线工程的1根超长大直径钻孔灌注桩,通过对桩端后压浆钻孔灌注桩进行自平衡试验,研究桩端后压浆对含黏性土角砾层超长大直径钻孔灌注桩的承载变形特性。结果表明,桩端压力浆液上返能有效地改善了下段桩的桩土边界条件,并增大了桩侧剪切界面阻力和粗糙度,使得下段桩桩侧摩阻力提高了66.67%,且对桩的荷载传递特性产生明显影响;在含黏性土角砾层中桩端后压浆钻孔灌注桩承载力随着桩顶沉降的增加而增加,且在达到极限状态时,极限承载力的可提高幅度58.14%,端阻力可提高幅度60.64%。此外,在含黏性土角砾层中采用桩端后压浆技术不仅可以通过增强端阻力来提升桩基极限承载力,还能提高桩侧摩阻力,且桩侧摩阻力的提高也成为提升桩基承载力的主要原因。     

水运工程勘察中十字板剪切试验的应用研究

十字板剪切试验是水运工程勘察中最为常见的原位测试技术,在实际工程中,因为饱和软黏土所采用原状土样相对较难、容易受到影响等,在房屋内部实行土工项目试验检测所得数据难以准确呈现对应力学项目情况。采取十字板相关剪切方面试验检测能够除去相关因子所带来的干扰情况,获取饱和软黏土天然状态下的抗剪强度指标,作为一种重要的测试手段主要包含对饱和软黏土的灵敏度、围堤稳定以及地基承载力等参数进行测试。本文主要选择其使用方法、影响因素、具体应用等进行深入研究,着重分析十字板剪切试验在水运工程勘察中的具体应用,同时与水运工程勘察的实际应用案例相结合,探讨十字板剪切试验的意义,进一步分析并提出在实际应用中的注意事项,为水运工程勘察实际应用作出指导。