黄泛区强夯加固地基效果的数值模拟研究

为了更深入地了解黄泛区地基强夯的加固效果,采用FLAC-3D分析对比了在填土荷载、工后极限荷载和强夯3种工况下土体内部各点的沉降变形情况。研究结果表明,在填土荷载和工后极限荷载作用下,在垂直方向上,随着深度的增大,土体位移不断减小;而在水平方向上,同一层土体的沉降值相同。土体在强夯作用下的位移为椭球状,说明在夯击作用下,竖直向位移增大的现象明显。3种工况下,影响深度在填土面下约9.0 m的范围,有效加固深度在填土面下约6.5 m的范围。该区域强夯有效加固深度系数α=0.145。强夯可以消除预定荷载下的土体位移的97.8%,甚至可能超过100%。在填土面下4.0 m处,强夯的水平影响距离约为6.5 m。     

强夯法处理黄泛区粉土地基试验研究

针对黄泛区上部粉质黏土、下部粉砂的不良地基条件,通过现场试验,监测夯击过程中超孔隙水压力在不同深度土层中的增长与消散规律,计算了有效加固范围和有效加固系数,提出了确定夯坑间距、强夯间歇时间、单点夯击次数的方法。利用分层总和法计算了桥头高填土总沉降,分析了加固效果,论证了该地区强夯加固技术的可行性和有效性。     

黄泛区粉性土工程特性试验研究

针对黄泛区粉性土高孔隙率、毛细作用强烈、压实困难等土质特点，通过大量的室内和现场试验，深入研究了粉性土的工程特性。结果表明，粉性土属于黏粒含量极低的土质，其承载能力受压实度和含水量影响显著，毛细水上升高度可达1．3m以上。同时，还给出了粉性土的动力特性计算指标。     

黄泛区大直径超长钻孔灌注桩承载性状试验研究

为研究黄泛区大直径超长桩的承载性状、桩身轴力、侧摩阻力及端阻力的发挥性能,对黄泛区桥梁超长钻孔灌注桩进行单桩静载试验。试桩结果表明:黄泛区大直径超长钻孔灌注桩的Q-s曲线呈缓变型,在极限荷载作用时仍未达到破坏状态,试桩极限承载力远大于地质报告计算值;在设计荷载下,桩顶荷载完全由桩侧摩阻力承担,桩顶沉降完全来自于桩身压缩。在进行超长桩设计时,需考虑桩身质量的影响。黄泛区试桩桩身轴力的传递规律及桩侧摩阻力的发挥与软土地区有所不同,其与桩周土层特性及埋深等密切相关。桩侧摩阻力对摩擦桩承载力影响较大,测试极限侧摩阻力与残余侧摩阻力均处于规范推荐范围的高值区间或大于规范推荐值,反映出黄泛区超长钻孔灌注桩具有较高的承载能力。同时,桩侧摩阻力与桩端阻力非同步发挥,建议在设计时适当考虑桩端阻力。     

黄泛区复杂地层中顶管施工关键技术研究

黄泛区地层多为堆积粉土、粉砂,粉砂地层多夹杂钙质结核物,俗称浆结石。顶管在该地层施工时,经常发生喷涌、顶力剧增、出土不畅等严重影响顶管的正常施工。结合郑州新区污水处理厂厂外污水干管工程一标段施工案例,针对沉积粉土、粉砂进行有效的渣土改良,便于泥浆输送同时减少刀具磨损,提高了施工效率;触变泥浆在粉砂夹杂大量浆结石地层中,顶进力变化较大,研制出有效的触变泥浆,减阻效果较好;大量浆结石堵塞泥浆疏管道,同时在螺旋机出土口大量堆积,严重制约顶管施工效率,发明简易破碎装置,提高输送效率。     

黄泛区中高液限黏土动、静态回弹模量及预估模型研究

土体回弹模量是路基填料的重要力学指标和路面结构的主要设计参数。针对黄泛区中高液限黏土，开展了3种压实度、3种含水率和3种围压、7种附加应力水平下的动、静三轴试验研究，分别获得了189组工况下的动、静态回弹模量及其相关关系。研究结果表明：土体回弹模量与物理状态和应力水平密切相关，且土体动态回弹模量普遍高于其静态值，动态回弹模量以及动、静回弹模量比均随着偏应力比（附加应力与围压比值）的增加而呈指数式衰减，并可划分为快速衰减区、过渡区和缓慢衰减区，对应的偏应力比分别为0.2~1.0，1.0~2.0和2.0~3.0；在此范围内，土体的动态回弹模量为其静态回弹模量的1.21~1.91倍；同时，获得了土体归一化动态回弹模量与回弹应变的相关关系，提出了黄泛区中高液限黏土归一化动态回弹模量表达式，在偏应力比为0.2~3.0范围内，土体的回弹应变为34×10^-6~2 200×10^-6，处于变化敏感的小应变水平，归一化动态回弹模量随着应变的增加而快速减小，最大衰减至0.54，计算路基顶部竖向压应变的设计指标时，需要考虑动态回弹模量的衰减；最后，对现行规范的土体动态回弹模量预估模型进行了修正，提出了适合黄泛区中高液限黏土的三参数经验公式，并且建立了土体双参数静态回弹模量预估模型，对9种不同物理状态下的土体静态回弹模量进行了可靠预测。     

低压实标准下黄泛区高液限黏土路基力学性能研究

黄河下游冲淤积在山东形成了大量特殊的高液限黏土,由于沿线平原区路基填料极度匮乏,若弃之不用将造成极大损失。通过室内试验,获得了黄泛区高液限黏土的物理与力学特性,揭示了该类土的压实机理及不同含水率与压实度状态下的强度与模量变化规律,发现含水率达到23%、压实度不低于90%时,土体具有较高的模量和抗剪强度。室内模型试验表明:尽管路堤按照低标准进行压实,但其承载能力不低于300 kPa;且路基以弹性变形为主,占总变形的80%左右,塑性变形处于较低水平,土体近似表现出不排气、不排水的封闭"弹性变形体"特征。最后,基于现场碾压试验,提出了路堤区高液限黏土的碾压标准和碾压工艺,即当路堤区控制含水率不超过最优含水率w_(opt)+6%、压实度高于90%且上路床经过6%生石灰处置后,路基弯沉和沉降可满足规范要求。     

德商高速公路低液限黏土地基冲击碾压现场试验研究

德商高速公路处于黄河冲积平原区,地质条件较差,全线地基拟采用冲击碾压处理。为验证冲击碾压技术的应用效果,选取长度160 m、宽度40 m 的低液限黏土路段开展冲击碾压技术试验。研究结果表明：冲击碾压技术应用于滨海黄泛区路基加固,效果较为明显;推荐将冲击碾压16遍作为施工控制参数;冲击碾压区域的有效加固深度约为20～30 cm。     

滨德高速公路黄泛区复杂地质路基设计研究

通过对同时分布盐渍土、软土及液化土层等不良地质的鲁北黄泛冲积平原高速公路工程复杂路基的勘察、分析评价,采用设置隔离层及粉喷桩法对其处治,并通过工后沉降观测,证明了对复杂路基处置的合理性,解决了实际难题。     

黄泛区粉性土路基基本特性与施工技术探讨

通过黄泛区土的粒径分布与颗粒成熟度试验,分析该区粉性土难以压实及压实的路基具有冻敏性和强烈的毛细作用的原因。通过土的毛细上升试验,给出粉性土路基过湿状态的临界高度。进行粉性土与粘性土的击实、粉性土的动力响应与大量现场压实工艺组合试验,分析该成因粉性土的压实性状与压实机理,提出粉性土最适宜的碾压工艺参数与碾压工艺及压实控制指标。为粉土路基病害处治技术、路基设计关键指标的选用、路基施工工艺与质量控制指标的确定,提供理论与试验依据。