基于静力触探测试技术的基础沉降计算

基于现有静力触探技术的基础沉降变形研究,考虑不同地层条件,建立直接应用静力触探测试指标的基础沉降变形计算方法。该方法采用经验公式初步确定基础沉降计算深度,并通过应力比法验证;采用基于静力触探锥尖阻力的线性经验公式确定土体压缩模量;采用Schmertmann基底应变影响系数间接确定地基土体竖向应力,并规定刚性边界条件下基底应变影响系数为0。工程实例的计算表明:所建立的直接应用静力触探测试指标的基础沉降变形计算方法的计算结果与实测值一致性好,物理意义明确,适用于各类地层条件,应用范围广;计算过程简单,仅需手算即可完成;计算过程所需参数仅需通过静力触探原位测试获取,无需钻探、取样及室内固结试验,可避免钻探取样对试样扰动大、试验结果难以反映土体原位物理力学性质、试验数量少、代表性不够及原状样取样不便等问题。     

旋转触探确定钻孔灌注桩极限承载力研究

研究目的:旋转触探是一种新型原位测试技术。在相继完成方法设计、设备研制和试验测试和试生产后,为探索旋转触探试验在钻孔灌注桩设计中的应用,依据京津城际、京沪线等项目钻孔灌注桩桩身内力测试成果,开展利用旋转触探确定钻孔灌注桩极限承载力的研究。研究结论:(1)提出的旋转触探特征量——旋转触探比功的概念,可应用于后续的对比分析工作;(2)可利用旋转触探试验确定钻孔灌注桩极限承载力的估算,并根据收集的钻孔灌注桩桩身内力测试成果,对公式中修正系数进行拟合;(3)经实例验证,应用旋转触探公式能有效估算钻孔灌注桩极限承载力;(4)本研究成果可为桩基设计提供参考,同时对推动旋转触探新技术在岩土工程中的应用具有指导和借鉴作用。     

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。     

铁路地基承载力确定方法研究

研究目的:合理确定地基承载力,是铁路工程地质勘察中的关键问题之一,只有准确确定了地基承载力才能保证桥梁基础类型选择合理、路基基底加固方案可靠,使桥梁及路基工程的工后沉降变形控制在允许的范围内,确保铁路运营的安全性和舒适性。本文以某铁路工程试验段为例,系统分析了多种地基承载力确定方法的适用性,探讨了确定铁路地基承载力的适宜方法。研究结论:(1)确定地基承载力的各种手段有各自的特点,手段之间也存在一定的联系和差异,采用任何单一的方式确定地基土的承载力都是不科学和不可靠的;(2)地基承载力的确定必须采用综合勘探的手段,以载荷试验为基础,对比勘探试验、静力触探及其他原位测试方法综合确定;(3)本文研究成果可为相关铁路工程勘察设计提供借鉴和参考。     

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.     

切线模量法确定强夯地基承载力的现场试验研究

平板载荷试验是检验强夯加固填土地基承载力的重要手段,基于平板载荷试验的切线模量法以安全系数和允许沉降两个控制因素结合Terzaghi极限承载力理论可计算不同沉降要求的地基承载力。为了验证切线模量法计算强夯地基承载力的可行性和优越性,对现场填土地基进行强夯加固后进行平板载荷试验和超重型动力触探试验,以三组平板载荷试验9个试验点的测试结果为基础,反演该地基土性参数并通过切线模量法绘制p-s曲线,发现切线模量法计算的p-s曲线与现场p-s曲线能够很好的吻合,故可用切线模量法计算基础中心不同沉降量所对应的地基承载力,且能够弥补平板载荷试验和动力触探测试方法的不足,故为浅基础的设计提供了一条新的途径。     

高速铁路CFG桩沉降变形性能试验分析

通过现场CFG桩沉降变形测试,为研究高速铁路CFG桩复合地基的工作性状、加固机理和沉降特性提供试验支持,并检验目前CFG桩设计采用的参数及方案,为确定CFG桩的设计方法和沉降变形的计算理论提供实测依据,并为工程方案的优化提供技术支持。     

高速铁路CFG桩筏复合地基沉降变形特性研究

选取京沪高速铁路CFG桩筏加固软土地基的典型断面,采用ABAQUS有限元程序建立了三维数值模型。考虑高速铁路路堤分级填筑施工过程和长期荷载作用,对CFG桩加固后路基填筑期和运营期的沉降进行计算模拟,分析CFG桩筏复合地基沉降变形发展规律。研究结果表明：计算结果与实测值相一致,数值模型可以较好地反映路基填筑过程和后期沉降过程。基于该方法预测了高速铁路运行10 a后的沉降,桩筏复合地基技术可以有效地控制京沪高速铁路（凤阳段）的工后沉降,可为类似工程提供参考依据。     

基于荷载传递理论的刚性桩复合地基沉降计算

研究目的:软土地区高速铁路路基地基处理一般采用刚性桩复合地基结构,但目前考虑桩土协同工作的刚性桩复合地基沉降计算方法仍存在不足。本文通过荷载传递理论描述桩与桩间土之间荷载转移规律,由最小二乘法拟合桩间土表面荷载引起的加固区附加应力抛物分布方程,尝试建立刚性桩加固区沉降计算模型,为刚性桩复合地基沉降变形验算及桩体平面设计提供理论依据。研究结论:(1)刚性桩加固区桩与桩间土之间存在荷载相互转移现象,桩侧同时分布正负摩阻力;(2)桩间土表面荷载引起的加固区附加应力为非线性分布,可采用五点最小二乘法拟合其抛物分布方程;(3)沉降模型关于京沪高铁试验段刚性桩复合地基沉降计算结果与实测值接近,计算偏差约15%;(4)Randolph理论关于桩侧和桩端刚度系数取值方法使桩土沉降差计算结果偏大,刚度系数取值的合理性需进一步研究总结。     

袋装砂井法在邯黄线软土地基处理中的应用

结合邯黄线某段路基的工程地质条件,采用地质调绘、钻探、触探、原位测试、室内岩土试验等综合勘探方法,对软土路基的物理力学指标进行统计分析。结合铁路工程中滨海地区处理软土的经验,通过比选多种地基处理方法,选择了袋装砂井堆载预压排水固结法加固软土路基。该方法符合实际且可行,对类似工程的勘察和设计工作具有借鉴作用。     

京津城际路基沉降数值模拟与原位观测对比分析

研究目的:京津城际轨道交通工程天津段内广泛分布软土,其成因类型主要为冲积、海积,局部为湖沼堆积;岩性为各类黏性土、粉土、砂类土等,夹淤泥、淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土.上述土体含水量、孔隙比较大,所以在路堤荷载及列车荷载作用下的沉降变形较大.为满足无砟轨道对路基工后沉降的要求,路基基底采用CFG桩复合地基进行加固.由于复合地基受力状态复杂,对其进行工后沉降预测较为困难,本文采用数值模拟和原位数据对比分析的方法对路基的工后沉降进行预测.研究结论:(1) 采用数值模拟及原位测试数据对比分析复合地基的沉降变形规律,得出桩间土的压缩主要发生在桩长下部的1/4～1/6桩长范围内,桩端的刺入量占总沉降值的20%～30%;(2) 由实测的沉降-深度分布曲线可以得到,桩端以下土体压缩层厚度为桩平面分布宽度的1倍左右;(3) 有限元计算所得的最大沉降量和工后沉降量,与观测值相比较为接近,采用有限元计算结果推断的工后沉降差异,小于根据实测值采用经验公式得到的推断值,因此在沉降计算中应推广有限元方法.     

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。     

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.     

桩板结构处理高铁采空区路基变形监测研究

研究目的:桩板结构是一种新型的地基加固处理技术,其用于高速铁路采空区上方无砟轨道路基尚缺乏成熟工程经验。本文以合肥至福州高速铁路上饶五府山车站采空巷道上方桩板结构路基为研究对象,通过现场变形测试试验获取沉降变形数据,研究采空区路基和桩板结构的变形特点与规律。通过本研究,拟探求桩板结构处理采空区路基变形特点与规律,确保工程安全。研究结论:(1)合肥至福州高速铁路上饶五府山车站采空巷道上方桩板结构无砟轨道路基沉降变形控制效果显著,预测工后沉降量仅0. 31 mm,小于5 mm的容许工后沉降量,满足规范要求;(2)采空巷道顶板的变形很小,在1 mm以内;(3)桩板结构加固高速铁路采空巷道上方路基效果很好,可在类似工程中推广。     

旁压试验确定水平基床系数方法研究

研究目的:水平基床系数是地下工程设计的重要岩土工程参数,决定地下工程的经济性、安全性和可靠性。旁压试验是一种先进的原位测试技术,在岩土工程勘察中应用广泛。通过本文研究,拟建立旁压试验确定水平基床系数的方法,并通过对比试验研究建立旁压试验确定水平基床系数与静力触探贯入阻力的经验关系。研究结论:(1)本文建立的旁压试验确定水平基床系数方法考虑了基础尺寸的影响,试验结果与"梅纳法"和"日本法"较为接近;(2)规范经验值与本文建立的方法、"梅纳法"及"日本法"的试验结果相比显著偏小;(3)通过对试验数据进行统计分析,得出旁压试验确定水平基床系数与静力触探贯入阻力的经验关系式:黏性土,K_(h1)=12. 84p_s~(1. 61);砂性土,K_(h1)=6. 58q_c;(4)本研究成果可为地下工程勘察与设计提供借鉴或参考。     

基于支持向量机沉降代理模型复合地基优化设计方法

复杂复合地基优化设计缺乏明确可靠的沉降计算公式,很难建立有明确表达式的优化设计数学模型,若直接基于数值模拟来建立模型,则计算工作量巨大。为此,提出一种基于支持向量机沉降代理模型的复合地基优化设计方法。该法基于均匀设计理念,设计多个数值实验加固方案,建立复合地基三维有限元模型,分析路堤荷载作用下复合地基沉降及差异沉降;再采用最小二乘支持向量机(LSSVM)对沉降进行回归分析,建立复合地基沉降、差异沉降的等代模型;以复合地基加固费用为目标函数,以各沉降指标为控制参数,建立复合地基优化设计数学模型;基于遗传算法搜索最优的加固方案,并输出满足设计要求的最经济复合地基方案。将该法用于岸边软土区复合地基优化设计,验证了该法的可行性。     

地铁盾构区间下穿挡墙式铁路路堤变形控制措施研究

为解决盾构区间小角度下穿挡墙式铁路路堤及接触网立柱的安全施工问题,首先采用理论分析的方法,对下穿施工存在的工程风险进行了分析并提出了针对性的保护措施;再建立三维有限元模型对盾构下穿施工过程进行数值模拟,并将数值计算结果与实测数据进行了对比分析。研究结果表明:(1)轨道沉降曲线整体呈“W”形,挡墙沉降曲线在两隧道间呈平缓变化,挡墙的变形量小于轨道,证明其抗变形能力优于轨道;(2)采取注浆加固措施后,沉降值约为不采取注浆加固措施时的50%,说明基底注浆加固措施对控制挡墙及路堤沉降效果显著;(3)接触网立柱实测沉降值为计算沉降值(数值计算未考虑立柱加固措施)的41%左右,说明对受下穿影响较大的接触网立柱采取加固措施是必要的;(4)实测沉降曲线与计算预测的沉降曲线基本一致,验证了数值模拟结果的可靠性。     

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。     

静力触探技术成果在工程中的应用

静力触探(CPT)是一种在工程中广泛应用的原位测试方法。介绍了双桥静力触探划分土层的方法,并通过静力触探与其他测试手段的比较,推荐了适合鲁西北地区的地基承载力和压缩模量的经验公式。     

深层搅拌桩加固高速铁路软土地基的试验研究

高速铁路对路基工后沉降提出了严格要求，文章结合试验工程测试资料，对采用搅拌桩加固地基的变形规律、桩土应力分担、地基沉降计算方法、加固效果等进行了分析，对其加固高速铁路软土地基的适宜性进行了评价。