挤密桩在红黏土地基中挤密效果影响因素试验研究

基于室内桩孔水泥土夯击试验,研究夯锤形状、夯锤落距和夯击次数对挤密力和压实系数的影响规律,建立拟合数学模型。研究结果表明:平底锤对桩底的挤密力最大,锥底锤对桩侧的挤密力最大。挤密力和桩体压实系数与夯击次数、夯锤落距之间存在对数函数相关性,用对数数学模型计算挤密力平均误差不超过7 k Pa,压实系数平均误差不超过2%;根据桩体压实系数的数学模型和挤密力随夯击次数的规律,以夯击能作为考量标准,提出最优夯击方案为锤底为锥形、30 cm落距和每层夯击30次。     

大跨度隧道平行下穿既有车站旅客通道的施工风险分析

针对某大跨度隧道DK0+380—DK0+480区段从既有车站旅客通道正下方长距离平行下穿导致施工风险加大的情况,对风险源及其可能造成的危害进行分析,并通过FLAC 3D仿真计算软件建立三维模型,对隧道下穿旅客通道的安全性进行风险分析。结合相应风险控制标准,得到以下结论:(1)软弱围岩地层条件下,大跨度隧道长距离平行下穿车站旅客通道时风险较高,故在加强监控的同时必须采取有效加固、支护措施来保证隧道安全;(2)隧道在近接车站旅客通道的情况下施工,通道顶部最大变形量为7.84 mm,底部最大变形量达到7.76 mm,故必要时应对通道周边土层采取进一步加固措施以保证旅客通道安全正常运营;(3)隧道开挖后,通道顶部竖向应力整体呈现增大趋势,最大增幅达76.8%,而底部则出现一定应力松弛现象。     

上软下硬地层支护与围岩不密贴数值研究

隧道工程中支护与围岩不密贴现象较为普遍。目前对隧道的数值研究大都假定支护与围岩密贴,且不考虑接触面影响。该假定会使得计算结果产生一定的误差。针对这类问题,运用FLAC5.0有限差分软件,以上软下硬地层中浅埋隧道为例,采用接触面单元对支护与围岩不密贴现象进行模拟计算,研究其对隧道稳定性的影响。计算结果表明,采用接触面单元模拟支护与围岩接触,更符合工程实际;当支护与围岩存在间隙时,围岩位移增大较大,支护内力变化不大,能为设计与施工提供更好的指导。     

提高级配指标计算精度方法研究

级配曲线是颗粒分析试验的重要成果图件,用其计算的不均匀系数Cu与曲率系数Cc是路基填料划分的重要指标。传统作图法整理级配曲线时,工作量大且精度不高。在分析线性插值、多项式插值、Lagrange插值与分段抛物线插值算法的基础上,提出了修正样条函数拟合的方法,得到土的光滑颗粒级配曲线。针对非单调样条函数,采用最佳逼近算法求解,克服了曲线出现平台时病态函数问题。文中提供了求解的关键代码,实践表明该法可以提高计算级配指标的精度和自动化程度。     

提高室内击实试验精确度的方法研究

针对室内标准击实试验,介绍了压实度的确定方法和室内击实试验方法的选用,对影响试验结果的因素进行了说明和分析研究。首先对试验用土提出了要求,其次提出了击实土余土高度控制在6 mm内的“精确边击边测”的控制方法,控制每层土样击实后厚度约为三分之一筒高,当超过或欠缺时,应适当的减小或增加下层土的加入量,实践表明“精确边击边测”的控制方法可以有效的控制余土高度在6 mm以内。实验数据的处理借助Excel和Matlab软件,分别采用三点二次和更高次的Lagrange插值对最大干密度与最佳含水率进行求解。计算结果表明,并非选取的插值点越多、拟合曲线次数越高,就能达到更高的准确性,采用合理的三点二次的Lagrange插值法就可得到准确的计算结果。     

既有铁路路基挤密桩加固中水泥改良土特性试验研究

对宁启铁路中某段现场的粉质黏土进行室内试验，采用的水泥掺入比分别为4%，7%，10%，13%。对水泥改良土样进行分组击实、养护及无侧限抗压强度试验，获得了不同水泥掺入比改良土的击实特性及力学特性。试验结果表明:水泥掺入比对改良土的最优含水率及最大干密度影响不大，可依据原路基粉质黏土填料的压实标准作为控制水泥改良粉质黏土的压实标准。水泥改良粉质黏土的最优水泥掺入比是10%，7天的养护期即可满足现场施工挤密桩加固不低于1 MPa的要求。     

明挖地铁隧道基坑围护桩优化方案分析

为了降低地铁围护结构的工程造价，以南昌艾溪湖地铁隧道为例，采用数值模拟结合现场测试的方法，从围护桩桩长、桩径和短桩配比等方面分析了地铁围护结构长短桩方案的可行性。研究结果表明：围护桩的水平位移随着其桩长和桩径的减小，以及短桩数量的增多而逐渐增大，但总体而言其变化幅度较小；优化方案的围护桩最大水平位移为4.59 mm;参数优化虽然会使原方案的弯矩和位移略有增大，但其仍在安全系数的变化范围内，且优化方案较原方案在经济性方面更有优势。根据数值分析结果，优化方案的参数建议设为：长桩桩长为16 m,桩径为0.8 m;短桩桩长为10 m,桩径为0.6 m;长短桩配比为一长三短。     

全风化千枚岩复合改良土路用性能

为了充分利用全风化千枚岩作为路基填料,设计了红黏土掺和比分别为0、20%、40%、60%和100%,水泥掺量分别为0、3%和5%的组合改良方案,开展了改良土的界限含水率、抗剪强度和无侧限抗压强度试验,分析了改良土的路用性能。试验结果表明:当水泥掺量分别为3%与5%时,复合改良土的液限均低于40%,符合路基设计中液限低于40%的控制要求;改良土的黏聚力随红黏土掺和比与水泥掺量的增大而增大,内摩擦角随红黏土掺和比的增长先增大后减小,随水泥掺量的增大而增大,但两指标在水泥掺量大于3%时增长幅度较小。改良土路基极限承载力计算结果表明:5%水泥改良全风化千枚岩路基极限承载力仅为725.3 kPa,红黏土掺和比为40%改良全风化千枚岩路基极限承载力达到2 198.3 kPa,分别是全风化千枚岩路基承载力的2.34和7.10倍,因此,红黏土改良效果优于水泥;经过比较可得红黏土掺和比为40%,水泥掺量为3%是合理掺和方案,在28 d养护后,路基极限承载力计算值为4 247.7 kPa,液限为32.7%。微观机理分析结果表明:红黏土颗粒小于全风化千枚岩颗粒,当红黏土掺和比大于40%时可以包围千枚岩颗粒的点-点接触,增加了接触点数与接触面积,从而大大提高了改良土路基的极限承载力。无侧限抗压强度试验结果表明:优化方案改良土7 d无侧限抗压强度为487.25 kPa,满足铁路路基设计要求。      

全风化千枚岩、红黏土及其改良土裂隙演化规律

为了充分利用全风化千枚岩与红黏土作为路基填料，设计了红黏土与全风化千枚岩干质量比分别为0：5、1：4、2：3、3：2、4：1、5：0，石灰掺量分别为0、3%、5%和8%的组合改良方案，开展了环刀试样干湿循环试验；为了定量描述裂隙的发育状况，开发了裂隙率计算软件，提出基于AutoCAD裂隙总长度计算方法。试验结果表明：裂隙发育规律有继承性、自愈合性，膨胀裂隙与干缩裂隙并存特性；石灰掺量为0时，高红黏土掺和比（80%、100%）下混合改良土裂隙率随着干湿循环次数的增长而增长，且干湿循环次数大于5时还有增长趋势；中低红黏土掺和比（掺和比不大于60%）时，第2次干湿循环后裂隙率达到最大，然后下降或趋于稳定；石灰改良剂对裂隙发展有很强的抑制作用，当石灰掺量为3%或5%，且红黏土掺和比为40%或60%时，可以完全抑制裂隙的发育，其他红黏土掺和比下相对于纯红黏土裂隙率也有大幅降低；考虑石灰掺量、红黏土掺和比对裂隙率降低幅度的贡献，认为石灰掺量为3%、红黏土掺和比为40%或60%是裂隙控制的优化方案，不仅合理、经济，而且裂隙率为0。