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。     

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。     

考虑固结过程的软土地基承载力数值分析

深厚软黏土地基在受到上部结构传递的荷载作用时将会发生进一步固结,进而影响软土地基的承载特性,因此考虑荷载作用下软土地基的固结特性对地基承载力分析有重要意义。文章以室内静三轴试验所得软黏土抗剪强度指标c、φ随固结度和静偏应力变化规律为基础,利用大型有限元软件ABAQUS,通过用户子程序USDFLD对土体材料进行二次开发,建立考虑土体抗剪强度指标随固结度和静偏应力变化的有限元模型,进而对重力沉箱式防波堤软土地基承载力进行数值分析。有限元计算结果表明:静偏应力作用下地基土体发生进一步固结,土体固结度随时间增长而增大,抗剪强度指标出现明显增长。依据极限承载力、允许变位的判别标准分别对软土地基承载力进行分析:伴随着土体的不断固结,两种判别标准下的承载力安全系数均明显增大,且后者计算结果相对安全,建议采用允许变位的判别标准来计算实际工程中的承载力安全系数。     

土性对真空预压加固效果影响的室内试验研究

分析计算黄骅电厂新近吹填软土的真空预压模型槽试验过程数据,结果表明:该软土在真空预压80 kPa荷载作用下,经过150 d的排水固结作用,尽管应变固结度达到90%以上,能够有效消除残余沉降,但应力固结度较低,不足50%,土体的强度较低。     

预压固结地基单桩承载力随固结度变化的模拟

针对滩涂围垦工程初步设计阶段单桩承载力预测的问题,结合某围垦工程中水闸下软土地基处理工程实例,研究软土抗剪强度指标和压缩模量在不同固结度下的变化规律,进而使用岩土有限元分析软件MIDASGTS NX建立了软土体和桩-土相互作用模型,通过对各土层压缩模量、抗剪强度指标和桩-土参数的合理取值,得出单桩竖向、水平向极限承载力随土体固结程度的变化规律。结果表明,固结度为80%时单桩竖向承载力比不固结时提高约1.8倍;单桩水平向承载力提高约1.7倍,单桩承载力随着桩周土体的固结得到较大程度的增长。     

高强高耐水土体固结剂在港口道堆基层中的应用

介绍了一种高强高耐水土体固结剂在港口道路堆场基层中的应用情况。将高强高耐水土体固结剂与土、碎石、石屑等材料按一定比例拌和,形成固结土或固结碎石土,具有固结土强度和早期强度高、高耐水的特点,而且施工工艺成熟,质量易于控制,比传统方法节省成本。在南通港狼山三期通用散货泊位道堆工程中的应用表明,效果良好,可取代传统的水泥稳定土和二灰结石土。     

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。     

真空预压下考虑渗透系数变化的吹填土地基固结分析

吹填土的含水率高达80%以上,孔隙比大。使用真空预压法加固吹填土,土体孔隙比变化很大,土体的渗透系数也随之发生很大的变化。通过室内真空模型试验获取土样在真空荷载下的固结规律和力学参数。采用修正的剑桥模型,并考虑渗透系数随孔隙比变化的非线性关系,运用比奥固结理论分析模型槽试验中土体在真空荷载下的孔压、孔隙比变化规律。其计算结果与实测值对比表明,该模型能很好地分析吹填土在真空荷载下的固结规律。计算结果显示:贴近排水板的土体在很短时间内被压密,造成吹填土地基固结缓慢。因此,若采用不考虑渗透系数变化的计算模型计算吹填土的固结度,该模型的计算值比考虑渗透系数变化模型的计算值大,与实际情况不符。故在进行吹填土地基固结计算时,考虑渗透系数变化是非常必要的。     

欠固结地基边坡与桩基相互作用分析

当边坡地基土处欠固结时,不仅要考虑边坡区桩基负摩阻力的影响,而且应考虑边坡土体对桩基的侧向挤压。但是目前主要规范和手册对后者并无具体规定。针对该问题,结合接岸工程设计,基于PLAXIS岩土工程有限元数值模拟软件,采用软土模型和摩尔-库仑模型对欠固结地基边坡土体与近岸桩基相互作用进行分析。结果表明:边坡稳定计算在不考虑桩基作用的情况下偏于安全,但是桩基设计不考虑边坡土体固结变形的影响是不安全的。建议桩基设计应考虑边坡土体侧向土压力对桩的作用,特别是欠固结地基边坡与桩基相互作用其受力特点复杂,边坡土体后期固结变形对桩基影响更加明显,设计时应引起重视。     

预压法引起的土体强度增长

从堆载预压和真空预压固结过程的不同,推导获得了堆载预压、真空预压和真空联合堆载预压条件下土体强度的增长公式,并与规范公式进行了分析比较。结果表明：真空预压和堆载预压引起的土体强度的增长并不相同,堆载预压引起土体强度增长值较规范公式略小,真空预压引起土体强度增长值较规范公式略大。因此建议对按规范公式计算获得的土体强度增长值进行适当调整。     

软黏土固结变形特性及数值模拟验证

软黏土在我国沿海地区广泛存在,且物理力学特性复杂.通过现场取样进行室内试验,研究土体的各种力学特性,并选取合适的参数进行数值计算,模拟模型试验中土体的固结变形及其演化规律,解释试验中的一些特殊现象,得到一些重要结论.在固结变形中,超软淤泥的特殊力学特性使得土体越渗越密,越密越难渗,表现出与其他土体不同的固结特性,因此,必须考虑土体渗透系数随土体孔隙比变化和土体非线性的力学特征等规律.     

砂井地基主、次固结度粘弹性分析

通过土体微观结构图片分析了次固结产生的客观原因，指出次固结也是排水固结。以四单元模型为基础，通过Laplace变换推导出砂井地基主固结度和次固结度粘弹性解。提出了2种新的求取粘弹性参数、确定主固结完成时间的方法。     

浅析福建宁德三都澳地区超固结粘土的直剪试验

超固结土的前期固结压力大于其现有的自重压力(Pc>P0),说明土体在形成的历史中曾经受过比现有自重压力更大的固结应力,超固结土往往具有特殊的工程力学性质。基于福建宁德三都澳地区的超固结土的直剪试验,说明在不同压力下土样直剪抗剪强度的测定方法,分析该指标的适用性。     

下覆隧洞的填方路基采用强夯施工的影响研究

夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤,使土体中孔隙体积减小,土体变得密实,从而提高土体强度,又称动力固结法或动力压实法,适用于粘性土、湿陷性黄土、碎石类填土地基的深层加固。但强夯会造成较大振动,可能会对隧洞的衬砌结构造成一定破坏,影响引水隧洞正常运行。因此通过建立围岩+隧洞支护体系的二维模型,并分析强夯施工对引水隧洞衬砌的影响情况,给予相应的施工建议。     

动力排水固结加固后南沙港区软土次固结性状试验研究

结合广州南沙港区淤泥质地基处理工程,对采用动力排水固结法加固后的软土次固结性状进行了试验研究。结果显示,夯击后土体的主次固结分界不明显,只有在固结压力水平较低、加荷比较大时能够划分主次固结;夯击加固后土体的次固结系数与固结压力有关,平均最大次固结系数约为原状土样最大次固结系数的30％,且存在一个最佳夯击能,使得加固处理后土体的次固结系数最小。     

电渗法与电渗法联合真空预压法加固超软土地基的室内试验分析对比

以滨海新区的超软土地基为研究对象,通过开展纯电渗法和真空预压联合电渗法加固超软土地基的室内试验,对比两种加固方法中土体孔隙水压力、土体沉降以及土体强度的变化,分析两种加固方法的适用性与经济性,为现场施工提供技术和数据支持。研究结果表明:真空预压联合电渗法对土体加固效果较电渗法更均匀,土体固结更完全,总耗电量是电渗法的2倍,而土体强度的提高值却是纯电渗法的7倍。     

土体固结对筒型基础结构工作性能的影响

为了分析土体固结对筒型基础结构工作性状的影响,使用大型通用有限元软件ABAQUS建立筒型基础结构与土相互作用的三维弹塑性模型,模拟在波浪荷载和结构自重作用下土体的固结过程。得到筒壁的土压力、筒底的竖向位移和基底水平切力在固结作用下的变化趋势,重点分析固结对筒型基础结构稳定性的影响。结果表明,固结使作用在结构上的力和结构产生的位移发生变化,土体发生不均匀沉降,抗倾覆稳定性降低为0.625倍,抗滑动稳定性增大为1.25倍。     

软土地基进行振动沉管砂桩施工监测分析

以古雷填海造地工程软土地基处理为背景,对振动沉管砂桩处理软基过程中的地表沉降、深层水平位移、孔隙水压力等监测数据进行分析。研究结果表明:地表沉降反应土体竖向加固与沉降状态;深层水平位移体现土体固结程度;孔隙水压与地表沉降紧密相关,反应土体加固强度。     

围海造陆工程中分层吹填工艺的研究

对分层吹填法进行总体介绍。通过具体工程实例,在固结时间、沉降量以及抗剪强度等方面对分层吹填法以及传统的直接吹填法进行深入比较。结果表明：采用分层吹填法的地基土体固结时间远低于采用直接吹填法,其地基沉降情况及抗剪强度也优于直接吹填法。     

真空荷载下不同颗粒级配软土真空度传递规律试验研究

采用改进的真空预压试验模型对含砂软土真空度传递进行试验研究,在相同的加栽条件下进行了7组不同颗粒级配的试样真空预压室内模型试验,分别从土体的孔隙水压力和膜下真空度方面对不同试样的真空度传递规律进行对比分析,简述含砂软土的颗粒级配对真空度传递的影响.试验结果表明,真空度优先在有较大孔隙的土体传递,含砂量越高,粒径越大,则真空度在土体传递的速度就越快,从而加快孔隙水压力的消散,加快土体固结的速度.