冲击荷载作用下饱和软粘土残余变形计算模式

在试验基础上建议了一个预测冲击荷载作用下饱和软粘土残余变形的计算模式,该模式考虑了周围压力、冲击能大小、冲击次数和冲击遍数等几个因素．对计算模式的验证表明,预测值与实测值吻合较好．该模型可用于动静结合排水固结法处理软基时的变形计算．     

侧向卸荷条件下结构性软黏土蠕变特性试验研究

通过对温州瑞安软黏土侧向卸荷条件下的三轴不排水蠕变试验，研究侧向卸荷路径和结构性对软黏土时间-应变曲线、等时曲线等典型蠕变特性的影响；建立侧向卸荷条件下软黏土的蠕变稳定时间模型，分析应变率与土体蠕变破坏标准之间的关系，并验证其对不同地区不同应力路径结构性软土的适用性. 研究结果表明:当土样卸荷量与初始固结应力的比值达到0.2～0.3时，土样达到蠕变破坏；变形发展可分为瞬时变形、衰减蠕变、等速蠕变和加速蠕变4个阶段. 当不同围压下的土样进入加速蠕变时，其应变率对数与蠕变时间存在良好的线性关系，该加速蠕变临界线可作为卸荷蠕变破坏的判据；蠕变稳定时间受结构性的制约和影响，侧向卸荷条件下，土样发生蠕变破坏时的轴向应变随固结压力的增大而增大，长期强度指标黏聚力下降超过50%，内摩擦角则基本不变，导致浅层结构性软黏土长期强度衰减严重，蠕变破坏应变较小，施工和监测时需重点关注.      

成层结构性软土一维非线性固结半解析分析

为了研究变荷载作用下土体结构性对成层软土固结性状的影响,基于结构性软土压缩性和渗透性的非线性变化规律,以及结构屈服应力随土体深度变化等特征,对结构性软土非线性固结问题进行了分析. 首先采用三折线压缩模型、e-lg k_v渗透模型,详细分析了结构性软土在不同排水工况下的固结过程;其次,利用半解析法,建立一维固结方程,并编制程序进行求解,与目前已有的非线性固结结果进行了对比分析,验证了本文计算方法的可靠性;最后以某四层软土地基为工程背景,研究了变荷载、结构性等因素对固结性状的影响. 研究结果表明:成层结构性软土一维非线性固结过程中,当最终荷载相同,加荷速率不同时,固结前期,按应力定义的固结度大于按沉降定义的固结度,固结后期则相反;当加荷速率相同,最终荷载不同时,按应力定义和按沉降定义的固结度在固结前期均随着最终荷载的增大而减小,而在固结后期,随着最终荷载的增大而增大;考虑结构性时,按应力定义的固结度明显大于不考虑结构性的计算值,固结前期相差较大,随着固结的进行,差值逐渐减小.      

海相结构性软土的一维固结试验研究

在沿海地区的海相淤泥和淤泥质土上修筑高等级公路时,由于该类软土压缩沉降量大、排水固结缓慢、地基稳定性差．造成高等级公路建设中及建成后工程问题频繁出现。通过对某海相软土进行一维固结的试验研究,分析得出厦门沿海地区海相软土的固结沉降变形情况．可为相关工程提供一定的参考。     

Soil microstructure evolution and macro deformation mechanism for controlling construction disturbance in Shanghai soft soil

Abundant practical evidences have indicated that the soil progressively loses its structural configuration under construction disturbance and this can result in long-term macro deformation. The fundamental understanding of soil microstructure evolution subject to construction disturbance is necessary for controlling disturbance in excavation projects and minimizing ground settlement. The microstructure of Shanghai soft soil is investigated in this study. The laboratory isotropic compression tests are respectively performed on the virgin soil and the reconstructed Shanghai soft soil to investigate the macro deformation of soil under disturbance. Discrete element method model is used to study the micro particle level responses of soil under disturbance. The laboratory tests and numerical simulations provide theoretical basis for construction disturbance mitigation to ensure safety and stability of excavation projects.     

真空预压加固软土地基工法研究

真空预压法是软土地基加固处理的有效方法,对于需要加固处理的淤泥、淤泥质土和其他能够排水固结的软粘土,尤其是对面积较广、施工工期较紧的工程,真空预压法的经济效益尤为明显。     

箱筒型基础防波堤结构的沉降量分析

采用有限元软件PLAXIS来计算分析箱筒型基础防波堤结构的沉降变形,将箱筒型基础结构用线弹性模型模拟、地基深层土用摩尔-库仑模型模拟、表层和浅层软土用蠕变模型模拟,并考虑了结构和软土间的接触界面,沉降变形的计算结果与实测结果符合较好,表明利用PLAXIS软件采用这些模型计算的箱筒形基础结构的沉降变形结果是可靠的,计算分析表明,软土地基采用箱筒形基础能有效减少预留沉降量。     

循环荷载下结构性软土变形预测

为探讨天津滨海新区典型软土的循环变形特性,采用不排水循环三轴试验,结合扰动状态概念,在考虑土体结构屈服压力基础上,提出了一种能考虑土体在循环荷载作用下结构逐渐破坏的扰动函数,建立了一种反映土体在循环荷载作用下土体结构破坏的塑性变形经验公式,并通过动三轴试验结果对所提经验公式进行了检验.分析结果表明:结构性软土在循环荷载...     

软土路基软弱下卧层的一维固结问题

从工程实例出发，建立软土地区水泥土搅拌桩复合地基下卧层的固结模型，并通过分离变量法得出该问题的固结解析解压固结度公式，对深入探讨下卧层的一维固结问题压预测下卧层的沉降变形具有理论和实践意义。     

高液限土与软粘土路基沉降变形规律研究

针对软土路基沉降变形的特点,分别采用传统的规范中经验系数校正法,不考虑蠕变特性及考虑蠕变特性的有限元方法分析了路基的沉降变形,研究结果表明:路堤填土荷载较大时,且软土路基蠕变性质比较明显时,不适宜采用传统的规范方法计算路基沉降,而采用考虑蠕变影响的有限元分析方法可能更加合适。     

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。     

软土路基沉降的非线性有限元分析

高速公路施工中应掌握软弱路基在路堤填筑过程中的沉降规律,通过应用邓肯—张模型和比奥固结有限元程序对软土路基条件下的沉降进行有限元模拟,揭示了沉降过程中软土的固结规律,得到了比较接近实测值的计算结果,对于指导路基施工具有一定的意义。     

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%.      

基于桩网路堤简化分析方法的参数研究

为研究桩网路堤各影响参数对其传力机制与变形特性的影响,通过理论推导得出了桩网路堤简化分析方法,采用该方法对桩网路堤进行参数分析. 首先,综合考虑路堤填土土拱效应、地基支承作用和土工格栅效应,采用抛物线方程描述土工格栅变形,推导得到了针对正方形布桩型式的桩网路堤的分析方法;其次,通过与现场试验和目前主流设计方法对比分析,验证了本文计算方法结果可靠、计算过程简便;最后,采用该理论方法针对路堤高度、土工格栅刚度、地基软土厚度、软土模量对格栅张力、地基最大沉降和应力集中比的影响规律进行系统分析,在此基础上,引入非重复性二次方差分析对各参数的影响程度进行了量化对比. 研究结果表明:格栅张力与路堤填高、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与软土模量成负相关关系;地基沉降与路堤高度、软土厚度成正相关关系,与格栅刚度、地基软土模量成负相关关系;应力集中比与路堤高度、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与地基软土模量成负相关关系;降低地基软土厚度和增大软土模量是保证土工格栅正常工作情况下尽可能增大应力集中比的有效手段;缩小桩间距或采用大桩帽,其优化效果好于提高格栅抗拉刚度.      

高路堤下复合地基室内模型试验研究

通过对高填土路堤这类柔性基础下桩土类复合地基进行室内砂箱模型试验研究,采用砂性土模拟软土地基,掺入适量水泥的人工拌和土模拟路堤填土.考虑平面应变特性及群桩效应,选择填土路堤下连续布置的三排桩按照一定的比例关系加工试验模型,通过百分表记录荷载板的P-S曲线,采用布置砂线和埋设位移观测点的方式观测复合地基在不同荷载条件下的位移场,从复合地基沉降和变形的角度对柔性基础复合地基的一些特性进行初步的定性分析,找出其中的某些规律.     

基于非线性固结参数的砂桩地基沉降计算

采用砂桩处置软土地基,在自重及路基堆载作用下将产生较大的固结沉降,而且其固结系数也随时间而变化,具有非线性的固结特性。如果仍然采用恒定的固结参数计算固结度,将会带来一定的误差。基于江苏某高速公路软土路堤的实测沉降数据,采用恒定的固结参数计算沉降,发现其结果较实测偏大,且二者差距随时间有增大趋势。文章通过曾国熙固结度的普遍表达式,反演出固结参数的非线性函数,结合砂井地基固结度计算中的改进的太沙基法,提出对固结度进行修正的计算公式,并基于现场的静力触探（CPT）试验资料,采用复合模量法计算出沉降曲线,将其与实测沉降曲线对比,证明其精度较恒定固结参数的计算结果有较大提高。     

基于高速铁路软土路基固结沉降有限元分析

利用大型有限元软件ABAQUS,结合工程实例分析了软土路基分步修筑固结沉降的变形特性。计算结果表明:在路基分步填筑过程中,填土加载引起内部孔隙急剧变化,水体流失产生附加应力导致路基沉降。因此,施工中通过控制填土的速度来减小路基沉降是提高路基修筑质量的一个重要手段。同时,该标段结合实际情况,采用旋喷桩和土工栅格的加固方法,通过路基施工后沉降观测数据来看,效果明显。     

重塑黄土的湿化变形规律及细观结构演化特性

为了研究填土在三轴浸水过程中的湿化变形规律及其细观结构演化特性,用改进的非饱和土CT-三轴仪对延安新区的重塑Q₂黄土做了3组共17个偏压固结浸水试验. 在三轴浸水过程中对试样的两个断面进行了多次CT扫描,得到了固结和湿化过程中土样的宏观变形以及土样内部细观结构演化的CT图像和相应的CT数据,基于CT数定义了土的结构性参数和结构演化变量. 研究结果表明:干密度、净围压、基质吸力和偏应力均对试样的湿化变形特性有显著影响;提高干密度可有效减小湿化变形量和降低湿剪破坏的风险（干密度1.52、1.69 g/cm3的试样浸水过程中体应变分别为–0.58%～4.66%、–0.58%～2.43%,干密度1.79 g/cm3的试样体应变为0.019%）;湿化过程中试样越来越密实,试样的CT数均增大;浸水初期,试样原有结构发生破坏,CT数变化较剧烈,均能达到总变化量的60%;同时干密度、净围压、基质吸力、偏应力及含水率对土的结构性参数和结构演化变量有显著影响. 研究成果对填土工程的设计具有重要参考价值,为建立非饱和重塑黄土的结构损伤演化方程与结构性模型提供了科学依据.      

黏土隧道小导管注浆离心机模型试验

为探讨小导管注浆范围对隧道稳定性及地面沉降的影响,进行了超前导管注浆加固机理与性能优化的系列离心机模型试验.试验隧道在平面应变条件下的超固结黏土中开挖,小导管注浆加固区设置在圆形隧道开挖面外围,采用具有一定刚度的环状合成树脂模拟.试验结果表明:随着小导管环向布置范围的扩大,隧道塑性区及滑移面由拱顶向拱脚转移,深部土体逐渐开始参与承载,隧道稳定性提高;"洞侧加固"方案对提高加固效果最为经济;覆跨比等于2时,该方案可使黏土隧道施工期间的最大地面沉降减小约10%.      

碎石桩处理高液限土地基的离心试验研究

高液限土是一种对工程有害的特殊土。为了处治高液限土地基,对室内土工离心模型试验进行分析,利用离心机产生离心力场,提高模型土体的体积力,形成人工重力。模拟高液限土地基在碎石桩处理后的固结性状,观测地基模型的变形和沉降。试验结果表明,碎石桩复合地基措施确实能改善地基的受力和变形性状,极大增强地基的稳定性。