路堤荷载下管桩复合地基设计理论的试验研究

介绍了管桩复合地基在某高速公路软基试验工程中的应用,并简单分析了其加固效果,进而结合已有的研究成果,提出了一套路堤下刚性桩复合地基的设计理论。通过工程实践表明,该设计理论具有在工程实践中推广运用的价值。     

疏浚饱和密实粉土剪胀特性及其对耙齿切削阻力的影响

针对黄骅港区饱和密实粉土,通过三轴剪切试验以及原型耙齿切削试验,研究饱和密实粉土剪胀特性及其对耙齿切削阻力的影响。三轴试验结果表明,黄骅地区饱和密实粉土在剪切过程中表现为应变软化性状,偏应力峰值与围压之间基本呈线性关系。在剪切过程中,土体先剪缩后剪胀,随着围压的增大,剪缩性状体现得越来越明显,应力应变性状可划分为4个不同阶段。原型耙齿切削试验结果表明,饱和土较非饱和土切削阻力增长得更快;饱和土切削阻力最大值为非饱和土切削阻力最大值的2.7~3.3倍;对于饱和土,切削阻力达到稳定值后,其波动幅度较非饱和土要大。上述试验结果均表明,土的剪胀性对于耙齿切削阻力的影响十分显著,须采取相应的措施来降低土的剪胀性对于耙齿切削阻力的影响。     

输送成球黏土混砂土质对管线磨损的监测

吹填工程中,疏浚土对管线的磨损是工程实施的重要影响因素,目前针对成球黏土混砂土质对管线的磨损程度尚无相关研究。以厦门蔡庴工程统计数据为基础,对成球黏土混砂土质对管线磨损进行研究,分析不同部位的管线在该种土质情况下的磨损程度,并与定额中典型土质进行对比,确定出该种土质对管线的磨损,以此来指导管线的调整和优化安排。结论对类似工程有较高的指导意义,同时对管线的监测、对比、分析的方法具有普遍适用性。     

A multi-spring model for monopile analysis in soft clays

The offshore wind industry in China has seen a rapid development in recent years and is projected to account for half of global yearly installed capacity in the years to come. Monopiles are a popular foundation solution for supporting offshore wind turbines. However, due to challenging seabed soil conditions, which often feature thick normally consolidated soft clays and harsh environmental loading (i.e. frequent occurrence of typhoons), extremely long monopiles are often designed. The large monopiles are costly to fabricate and install and sometimes kills the viability of the concept in cases where the bedrock is relatively shallow and expensive piling in rock is otherwise required. However, the state-of-practice for designing these monopiles in clays is typically by using the API p-y springs, which are widely known to underestimate soil-pile interaction stiffness and capacity for large diameter monopiles. Improvement to the design method can therefore have significant economic implications to the industry. The paper presents an effort toward this direction. A multi-spring beam-column model suitable for monopile design in soil conditions in China is proposed. The model features three soil spring components, namely the lateral p-y spring, the pile tip base shear s-y spring and rotational m-θ springs along the pile shaft. The validity of the model is verified by a comprehensive suite finite element parametric analyses. Guidance for incorporating the cyclic loading effect into design is also provided. The model proposed in this paper has large potentials for application in design practice.     

组合型水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基在深厚软基处理中的应用

在深厚软土地基(fak≤100 kPa)上建造储罐等建筑物,承载力要求高、不均匀沉降变形要求严,若采用单一CFG桩复合地基加固,可能导致桩距过小或桩长太长,需要采用组合型复合地基,CFG桩+振冲碎石桩复合地基是组合型复合地基的一种。根据CFG桩+碎石桩组合型复合地基的加固机理,分析了其受力特性以及CFG桩和碎石桩的作用,研究表明CFG桩对提高地基承载力和减小沉降起控制作用。基于优化理论,建立了组合复合地基的优化设计方法。通过工程实例讨论了组合复合地基的优化设计方法,结果表明:复合地基的承载力、沉降量和经济效益均满足工程要求。     

新型混凝土单元块D型软体排结构计算及稳定性分析

针对长江中下游航道整治水下沉排工程中软体排结构的不足,提出一种新型混凝土单元块D型软体排结构,建立悬链线模型,分析排体的受力特点,计算排体的抗倾、抗滑和抗漂浮稳定性,并对比分析排体对地形的适应性。结果表明,新型混凝土单元块D型软体排结构明显提高了水下沉排的安全性和对复杂地形的适应性,为复杂条件下的水下沉排工程提供理论支撑。     

疏浚硬质黏性土制作室内试验研究

基于疏浚工程中硬质黏性土挖掘困难和生产效率低的问题,为原状土进行刀齿的切削试验,需要制备硬质黏性土土质。针对疏浚吹填淤泥含水率大和压缩性强等特征,开发了一套底部抽真空的"真空+堆载"制备技术。试验研究表明:1)制备装置效果良好,制备土质标准贯入击数达到13击,液性指数达到0.36,疏浚岩土工程特性级别为4级,性质接近疏浚工程中给施工带来困难的黏性土质,为硬质黏性土的切削试验提供了合格的模型土质。2)制备土质含水率W与无侧限抗压强度R、标准贯入击数N、土体承载力F存在较好的相关性,回归系数均在0.72以上,为流塑等状态的软弱淤泥处理处置研究提供基础技术支撑。     

海洋软土修正剑桥模型在海堤工程的应用

通过对海洋软土进行一系列的室内物理力学试验及静三轴试验,拟合了海洋软土平均应力和广义剪应力值,认为海洋软土的状态线呈双曲线形,并将修正的应力罗德角考虑在模型之中,进一步改进剑桥模型理论,使其更加适应海洋软土的静力学特性。实践证明,海洋软土修正剑桥模型能有效模拟海洋软土的应力应变特性,表现为海洋软土材料的非线性特征以及塑性流动的特征。采用海洋软土修正剑桥模型对以海洋软土为基础的海堤的地基沉降进行数值分析,计算结果验证了海洋软土修正剑桥模型的适用性。     

粉质黏土层大直径泥水盾构掘进地层扰动分析

针对盾构机在粉质黏土层中推进引起的地层扰动进行分析尤为重要。以新建京张高铁JZSG-1标段清华园隧道2号～1号盾构区间为例,采用现场实测与数值模拟相结合的方法,研究大直径泥水平衡盾构隧道穿越粉质黏土层引起的地层扰动,得到土体横向水平位移及地表沉降的变化规律。需对横向1.5D范围内地表及建(构)筑物进行地层加固、加强监控量测;在盾构掘进过程中,应根据沉降数据实时调整盾构掘进参数及加固方案,以期更好地控制地表沉降。针对掌子面释放系数和注浆层软化模量进行参数分析数值计算,提出地表沉降的有效控制方法,在条件允许情况下适当提早管片的拼装及适当加快注浆层的硬化速度,可有效控制地表沉降。     

单侧边载作用下黏土中单桩负摩阻力特性模型试验研究

桩基础边载作用会在桩周产生负摩阻力,进而危及软土地区高桩码头、人工岛、路基等工程的安全。通过开展黏土中单侧堆载作用下单桩室内模型试验,测定桩身应变、桩顶沉降和水平位移,研究边载作用距离和桩型对桩身轴力及弯矩的影响,探讨桩身负摩阻力、桩顶沉降和水平位移在黏土固结过程中的时间效应。结果表明:边载作用距离对桩身最大轴力和最大弯矩有较大影响;翼板桩会增加桩身最大轴力和最大弯矩;负摩阻力和有效应力系数随时间增长且增速趋缓;增加边载作用距离和添加翼板都会提升桩身中性点位置,在这两组试验中均提升了8.33%。