基于土-水特征曲线试验的非饱和土强度预测*

港口地基土多为非饱和土,不同基质吸力下的土体强度特性各异,难以准确预测。以福建某港口地基工程非饱和粉质黏土为研究对象,开展土-水特征曲线（SWCC）试验、饱和及非饱和三轴压缩试验。依据土水特征曲线中AB段近线性特征,假设体积含水量与基质吸力对数值lg（ua-uw）线性相关,以A、B点数据作为已知条件,建立lg（ua-uw）与相对饱和度Se的联系,基于Vanapalli强度预测模型,构建新的非饱和土强度预测模型,并给出参数求解方法。引用相关文献中非饱和有机质粉土和膨胀土试验数据,利用新建预测模型对3种非饱和土的强度进行预测,并与传统预测方法进行对比。结果表明,新建预测模型的强度辨识效果较好,对非饱和粉质黏土、有机质黏土和膨胀土的强度预测具有一定的可行性和适用性。     

非饱和膨胀土持水能力试验研究*

利用压力板仪,进行不同干密度条件下非饱和膨胀土的土水特性试验,分析膨胀土土水特征曲线的基本特征,探讨干密度对膨胀土持水能力的影响,并根据试验得到的土水特征曲线推出其两个基本特征值。结果表明,不同吸力阶段干密度对持水能力的影响程度不同,对基质吸力低于进气值的边界效应阶段影响不大,基质吸力超过进气值进入转化阶段后,干密度增大明显增强了膨胀土的持水能力;膨胀土的进气值和残余含水率都比较大,并且随着干密度的增大均增大。应用数学模型描述不同干密度膨胀土的土水特征曲线,分析了干密度对数学模型参数的影响,给出了干密度、基质吸力和饱和度的函数表达式。     

中膨胀土膨胀率与含水率之间的关系

以某地区典型中膨胀土为依托,在现场取样并进行重塑,然后在不同初始含水率、不同干密度和无上覆荷载条件下,研究膨胀土吸湿膨胀率与含水率之间的关系。研究结果表明:在天然初始含水率和干密度条件下,中膨胀土吸湿膨胀率与后续含水率之间虽然呈非线性关系,但在很大含水率范围(约50%以内)内,中膨胀土膨胀率与含水率之间近似呈线性关系;随着初始含水率的增加,中膨胀土吸湿膨胀率、膨胀速率均降低;随着干密度的增加,中膨胀土吸湿膨胀率、膨胀速率均增加;中膨胀土在吸湿饱和后,其吸水性能并不会降低,土体继续保持之前的吸湿速率和膨胀速率,在含水率达到1.5～2.0倍的饱和含水率后,土体吸湿膨胀速率才逐渐降低,直至最后趋于稳定。     

基于CPT判别土类及状态在地基检测中的应用

针对多哈新港项目中的地基验收标准（即经地基处理后,砂性土须达到中密-密实,黏性土须达到硬塑-坚 硬）,提出采用CPT作为地基检测方法。首先通过CPT的端阻、摩阻比确定地层土类,划分成砂性土及黏性土两大类,然 后分别提出两类土的CPT验收曲线：对于砂性土,通过相对密度与CPT端阻的关系,推导得到砂性土达到中密-密实状态时 对应的CPT验收标准;对于黏性土,通过不排水抗剪强度与CPT端阻的关系,推导得到黏性土达到硬塑-坚硬状态时对应的 CPT验收标准。采用该地基验收方法简便快捷,值得在大面积的地基处理检测中推广应用。     

膨胀土抗剪强度实验研究

运用非饱和土的强度理论分析了膨胀土的强度及其影响因素,对不同含水量的膨胀土进行直接快剪试验.试验表明粘聚力与内摩擦角的对数与含水率之间具有良好的线性关系;且在土的饱和度相对较低时,其抗剪强度随含水量的增加衰减快,当饱和度达到一定值后,抗剪强度衰减缓慢.     

不同干密度条件下的地基土非线性蠕变特性及力学模型研究*

密实度影响港口地基工程的长期稳定性。为研究不同干密度条件下的地基土非线性蠕变特性，开展地基土固结排水三轴压缩蠕变试验。结果表明：1）随着干密度的减小，抽气饱和后土体含水率越高，轴向应变越大，蠕变行为更为显著。2）土体长期强度随着干密度的增大而递增，干密度增加抑制蠕变发展。3）地基土等时偏应力-应变曲线在低应力水平下表现出线性特征，较高应力水平下表现出非线性特征。基于试验成果，通过研究黏弹性模量与干密度以及荷载时间之间的关系，定义考虑不同干密度的黏弹性模量，基于分数阶微积分理论构建分数阶黏塑性体，从而得到新的不同干密度下的土体非线性蠕变力学模型。给出参数求解方法，验证所建模型可行性和合理性。分析瞬时弹性模量与干密度的经验关系，给出了类似粉质黏土地基土的模型参数建议取值区间。研究成果为粉质黏土地基土蠕变特性研究及港口地基工程长期稳定性分析提供一定参考。     

大气影响下平顶山膨胀土地基的变形研究

地基变形是土力学中的主要研究课题之一.由于膨胀土具有湿胀干缩特性,膨胀土土体含水率随季节的变化在大气影响下可引起地基的显著变形,易导致建筑物开裂、不均匀沉降等病害.所以大气影响下膨胀土变形量的分析研究是很有必要的.文章针对平顶山市大气影响下膨胀土地基水分变化引起的地基变形进行分析;计算变形的关键是确立含水率沿深度变化的分布,利用工程计算分析,以室内实验和现场实验为根据,定量分析了平顶山膨胀土的性能与含水率的变化关系及胀缩性能特点.     

竖向弹性地基梁法与假想嵌固点法在砂性地基高桩码头设计中的应用*

研究了在砂性地基中采用竖向弹性地基梁法和假想嵌固点法分别定义桩土间相互作用的边界条件.以某港口工程项目为例,运用SAP2000结构分析软件,计算、比较并分析了这两种方法模拟桩土相互作用时码头横向排架中各桩的桩身变位和弯矩值.结果表明:在砂性地基中(桩为摩擦桩的情况),以假想嵌固点法计算得到的结果作为设计依据的做法偏危险;建议采用竖向弹性地基梁法,此法更为安全可靠.     

干湿循环作用下砂岩力学特性及能量损伤演化

内陆港口砂岩地基在水的循环作用下,岩石力学性能劣化,威胁港口地基的长期稳定性。为探究砂岩在干湿循环作用下的力学特性及能量损伤,开展不同干湿循环次数下的三轴压缩试验。结果表明:随着干湿循环作用的增强,砂岩力学性能指标逐渐衰减,当循环次数达到15次时,衰减幅度基本收敛;砂岩峰值强度、残余强度、弹性模量和变形模量的劣化度累积具有相似规律,干湿循环0~8次时累积速率较快,循环次数达到15次时累积速率放缓;在应力作用下,岩石吸收总能量随着应变增长而逐渐递增,耗散能累积主要集中在岩石破坏阶段。能量耗散导致损伤发展,损伤变量与耗散能走势较为一致。     

考虑含水率的红砂岩蠕变力学特性试验研究*

为揭示不同含水状态下红砂岩的蠕变力学特性，以0%、1.25%、3.16%和5.38% 4种含水率为控制条件，开展三轴压缩蠕变试验。分析蠕变试验结果，探究不同含水条件下红砂岩应变特征、蠕变速率和长期强度的变化规律。研究发现：1）红砂岩在水和应力的作用下表现出3阶段蠕变行为，高含水率岩石在更少加载等级下发生蠕变破坏；2）红砂岩蠕变应变远大于瞬时应变，水的作用促进瞬时和蠕变应变的增长；3）含水率的升高对初始和极限加速蠕变速率的增大起到促进作用；4）红砂岩在4种含水率下的长期强度分别为22.86、21.91、16.27和10.74 MPa，长期强度随含水率的升高而逐渐降低。研究成果可为红砂岩蠕变特性研究及港口地基长期稳定性分析提供参考。     

天津港区土质附着力与物理力学指标关系及应用案例

从天津港区易糊刀具黏性土质特性出发,指出决定易糊刀具黏性土质的附着力关键指标为含水率、塑性指数和凝聚力。基于大量的易糊刀具土质室内土工试验资料,应用数理统计方法,对附着力与关键指标含水率、塑性指数和凝聚力之间的相关关系进行了研究分析。结果表明:1)附着力、含水率和塑性指数经验公式的回归系数均在0.8以上,具有较高可靠性;2)天津港航道区域在天然状态下的黏性土质附着力约为塑性指数的3倍。针对具体黏性土质疏浚施工案例,经过附着力和关键指标值的比对,判断出挖掘该状态黏性土具有糊刀具的可能性。     

水泥土室内制样方法与配合比试验

水泥土室内配合比试验是深层水泥搅拌法工程应用中一项重要的前期工作。基于大量室内试验,总结提出干土制样法与湿土制样法两种不同的水泥土制样方法及其试验流程,并对其优缺点与适用性进行比较,得出以下结论:1)当以试验土样目标含水率为变量,或试验土样初始含水率大于目标含水率时,应采用干土制样法; 2)当研究在土样初始含水率下其他因素对水泥土强度的影响时,采用湿土制样法更为合适、高效。以香港冲积层黏土为研究对象,采用干土制样法分析土样含水率对水泥土无侧限抗压强度的影响。试验结果表明,在含水率40%～80%范围内,不同龄期的水泥土强度均随含水率的增加而减小,且在高含水率(大于70%)下水泥土强度随龄期增长不明显。     

高真空击密法加固吹填软土地基试验研究

高真空击密法是一种快速加固软土地基的新技术,它是通过数遍的高真空压差排水,并结合数遍合适的变能量击密,达到降低土层的含水率、提高密实度和承载力、减少地基工后沉降和差异沉降量的目的。为验证该工法在本工程吹填土质中的适用性,在汽车堆场区进行了典型试验。试验检测结果表明,地基容许承载力、地基沉降、地基回弹模量等各项指标均达到了设计要求,处理效果明显。对大连大窑湾港区类似工程具有参考价值。     

压实条件及细粒含量对回填土抗震稳定性的影响

为了深入研究压实条件与细粒含量对土抗震稳定性的综合影响,对不同级配的土开展了循环荷载三轴试验,探讨了含水率、干密度、饱和度对其不排水动强度的影响规律及机理,分析了不同细粒含量压实土所呈现的动强度特征差异,并引入以压实度和饱和度为自变量的方程来定量表述动强度。研究结果表明:在一定的压实能量下,达到最大干密度的土并不一定具有最大的不排水动强度,对于细粒含量较大的土,动强度由压实度和饱和度同时决定,而对于细粒含量较小的土,动强度基本只受压实度的影响;利用动强度预测方程可以在不掌握击实曲线的前提下预测压实土的不排水动强度,为抗震稳定性评价提供依据。     

论饱和粘性土次固结系数与含水量的关系

通过对饱和粘性土的含水量与次固结系数的关系进行分析、对比,论述了饱和粘性土的次固结系数随着含水量的增加,基本呈线性变化的特点,并建立了饱和粘性土次固结系数与含水量的相关公式。为指导、分析与验证固结试验结果,从多角度保证试验的准确性提供了一个方法;为工程设计与使用参数的获取提供更多的途径。     

港区超软吹填土层快速加固方案设计与优化

港区超软弱吹填土层快速加固技术是针对围海造陆工程中的超软吹填土层直接进行快速加固而无需晾晒硬化的一种技术处理措施,该技术可在短时间内一次性施加荷载而不会引起地基失稳,较传统真空预压法具有极大的工程优势。结合惠州荃湾港软基处理项目,根据经验设计初步确定设计参数,并对表层地基承载力进行预测,对设计参数进一步优化,对比分析3种排水板间距下软基加固的效果,结合工程造价、加固效果及设计安全储备等多方面因素,最终确定了最优设计参数。     

淤泥固化土技术在连云港徐圩港区软土地基中的应用

沿海地区分布大量软土地基,近年政府加大对山体及其植被保护的力度,建筑市场碎石土供给量剧减,价格 飞涨。为缓解供需矛盾,急需寻求一种软土地基处理的新材料。以连云港徐圩港区淤泥固化土的实际应用为例,从技术、 应用效果、经济性等方面进行分析,认为淤泥固化可部分取代石料的使用,是软土处理有效的方法之一,有应用推广的价 值,为建设“环境友好、资源节约”型社会做出贡献。     

含水率对吹填超软土固结特性的影响

吹填超软土具有高含水率、高孔隙比、高压缩性、低强度等工程特性,其工程试验是勘察工作的重点和难点。以大连某地区吹填超软土为研究对象,在室内配制多组不同含水率的试验样品进行标准固结试验。对含水率变化与固结特性指标中的固结系数和次固结系数之间的关系进行研究,分析含水率对其固结指标中的固结系数和次固结系数的影响规律,用于指导吹填超软土地基处理的工程实践。     

中子土壤水分仪在真空预压含水率测试中的应用

真空预压加固过程中含水率的变化与地基的加固效果密切相关。传统的地基土体含水率测试方法是取样进行室内试验,本文将智能中子土壤水分仪引入真空预压过程中含水率的现场测试中,通过现场钻孔取土试验进行仪器标定,进而研究真空预压过程中土体中的含水率。基于地基加固前后钻孔取土烘干法室内试验数据与中子土壤水分仪测试数据,研究中子土壤水分仪的测试精度;得到不同深度土体含水率随真空预压时间的变化规律,分析真空荷载对土体含水率变化的影响机制。测试方法简便,结果精度可靠。