高速铁路地基土压缩模量确定方法比较研究

为掌握高速铁路复合地基中天然土层压缩模量准确简便的确定方法,以武广客运专线12个试验断面和京沪高速铁路4个试验断面路堤设计参数和地基处理情况为依据,分别采用E1-2法和e-p曲线法确定各天然土层压缩模量,计算地基沉降值并将其与实测沉降值进行比较。结果表明:对于浅薄地层地基而言,路堤高度略大于5 m(不超过7.5 m)时,E1-2法的计算沉降值与e-p曲线法相比误差小于10%,路堤高度小于5 m时,两者误差随路堤高度减小而增大,但是控制在30%以内;为简化运算,可以采用E1-2法代替e-p曲线法计算浅薄地层地基沉降;对于深厚地层而言,E1-2法计算沉降值明显大于e-p曲线法,其误差随压缩层厚度增大而增大,故不宜采用E1-2法计算深厚地层地基沉降。     

粘土地基压密固结的理论分析与研究

根据粘土压缩固结试验,运用三向应力理论,建立反映实测p-s曲线的数学力学模型,算出实测p-s曲线的特征值,再与试验实测值加以比较.其结果是计算值与试验实测值基本吻合.在此基础上,进一步研究地基压密固结过程的机理.证明当压密核抗力等于外荷,压缩模量趋于实值时,地基压密固结完成.若限于试验条件,只要试验加载超过临塑荷载,压密核雕形出现,通过本文的数学力学模型计算,同样可达到试验要求.     

京沪高速铁路阳澄湖段软土的蠕变特性和次固结特性试验研究

基于京沪高速铁路阳澄湖地区原状软土的一维固结试验,探讨该地区软土非线性蠕变变形特性。研究先期固结压力、应力水平、加荷比、加载时间以及超载预压对次固结系数Ca值的影响,得到该地区软土Ca与Cc值之间的关系。试验结果表明:该地区软土在相同的应力水平条件下,加荷比大的土样蠕变变形更小,增大加荷比可以减小次固结系数;经预压处理后,土样的次固结系数Cα与预压力p和预压时间密切相关,超载预压可以减小软土的次固结系数,进而能够有效减少工后次沉降;加载的时间间隔对次固结系数有较大影响,加载时间间隔越长,次固结系数越小,主固结和次固结的区分越不明显;次固结系数与先期固结压力无明显相关,Ca和固结压力p可用双曲线拟合;试样的次固结系数Ca与压缩指数Cc之间呈现良好的线性关系,Ca/Cc值的范围在0.018～0.035之间。     

基于土体硬化模型的紧邻铁路基坑变形分析

研究目的:控制紧邻铁路运营线的深大基坑变形,是保证既有铁路安全运营的关键。在基坑数值分析中,其关键是选择合适的土体本构模型和计算参数。本文利用反分析的手段,通过将计算结果与现场监测数据进行对比分析,初步确定本工程采用的土体本构模型中主要岩土参数的数值,该方法对类似工程有一定的借鉴意义。研究结论:(1)利用反分析的手段,得出了本工程土体硬化模型高级刚度参数与土体压缩模量Es(0.1~0.2)的经验关系;(2)利用得到的参数,计算了基坑开挖引起的地面沉降量及围护桩弯矩值,与现场监测值及理正基坑计算结果吻合较好,目前该基坑工程已经完工,基坑围护结构保证了既有铁路安全运营的要求。(3)利用本文提出的反分析方法,通过土体压缩模量得到土体硬化模型高级刚度参数,对分析敏感环境条件下的基坑工程具有一定的参考价值。     

地基土先期固结压力P_c值确定方法探讨

通过大量土样试验数据的对比,找出无侧限抗压强度与固结试验法确定的先期固结压力值之间的相关性,提出在工期紧、任务量大、有部分对比试验数据的情况下,用土样的无侧限抗压强度值代替先期固结压力值,用来判定土层的应力历史。     

地基土先期固结压力Pc值确定方法探讨

通过大量土样试验数据的对比,找出无侧限抗压强度与固结试验法确定的先期固结压力值之间的相关性,提出在工期紧、任务量大、有部分对比试验数据的情况下,用土样的无侧限抗压强度值代替先期固结压力值,用来判定土层的应力历史.     

固结压力对泥岩填料孔隙分布及土水特征曲线的影响

为研究固结压力对泥岩填料孔隙分布以及土水特征曲线（SWCC）的影响，以非饱和泥岩填料为研究对象，采用压汞试验分析不同固结压力作用下的土体微观孔隙分布，探究孔隙随荷载的演变规律，并结合毛细原理提出基于压汞实验计算SWCC的方法。结果表明：土体中收缩孔隙的存在使得进-退汞曲线表现出显著的滞回性，且瓶颈效应使得压汞试验中土体小孔隙分布密度偏大，大孔隙分布密度偏小；选择分形曲线的转折点作为泥岩填料孔隙划分界限，可将其孔隙划分为5个部分，孔隙含量的变化以大中孔隙体积被压缩为主，小微和超微孔隙几乎不受固结压力的影响；干密度为1.5 g·cm—3时不同固结压力作用下的土水特征曲线可采用对数曲线表示。     

饱和黏土固结特性的试验研究

对某基坑黏性土进行不同压力等级下的标准固结试验,研究各压力等级下土的压缩固结特性,结果表明,土的压缩系数随压力的增大而减小,压缩模量随压力的增大而增大;根据理论推算的压缩系数计算方法能够较好地反映土的主固结特性,可以在实际工程中推广加以应用;随着压力p的增大,土的固结系数先减小后增大,最终趋于一个稳定值。     

基于压缩试验的花岗岩残积粘性土变形指标确定

以广州市地铁6号线燕塘站重塑花岗岩残积粘性土为研究对象,通过侧限条件下的压缩试验,研究花岗岩残积粘性土变形指标(压缩系数av、压缩模量Es)与其物理性质孔隙比(e0)、饱和度(Sr)的关系,通过室内试验数据及分析拟合,初步确定变形指标与孔隙比、饱和度的关系式。利用此关系式可以得出不同饱和度状态下,花岗岩残积粘性土的压缩系数(av)和压缩模量(Es),减少了室内试验的工作量,可以有效提高实际工程中的土体变性指标的室内试验效率,节约工程成本。     

花岗岩残积土的修正摩尔库伦模型参数取值研究

MIDAS GTS岩土分析软件中的修正摩尔库伦模型在基坑开挖分析中的应用非常广泛,其加载模量和卸载再加载模量分开定义,可适用于模拟包括软土在内不同类型的土体,其应用的关键是本构参数的选取。华南地区的花岗岩残积层分布广泛,对基坑变形以及邻近地铁隧道变位影响很大。在修正摩尔库伦模型参数中,加载曲线割线模量最为关键,其值可由未修正的标准贯入试验击数推算得到。本文通过反分析法确定割线模量的经验系数,并确定参考割线模量与参考切线模量、卸载再加载模量取值的比例关系。最后通过一基坑的应用实例验证了推荐参数取值方法的实用性和合理性。     

高速铁路软基处理前后指标分析和参数反演

研究目的:目前沉降计算方法和参数都是建立在软土未经过处理基础上的,经过处理后这些方法和参数是否仍然适用,对于加固前后地基土性质的变化,很少有相关的研究。另外,通过土工试验得到的计算参数,受到试样扰动等影响,参数往往不准确,因此利用现场的实测数据对相关的参数进行反演,具有重要的工程意义。本文通过高速铁路软土地基的现场试验,对粉喷桩、浆喷桩的压缩模量与无侧限抗压强度的比值,排水固结法的固结系数、压缩模量进行反演,并对地基处理前后的物理力学指标变化进行分析。研究结论:(1)搅拌桩桩体模量可以取为无侧限抗压强度的40-50倍;排水固结法处理地基的淤泥质粉质黏土层,根据实测沉降推算的固结系数为室内土工试验的2.37倍;由静力触探得到的压缩模量大多比现场实测推算的小,室内土工试验大多比推算值大;(2)真空预压处理地基对压缩模量的提高最大,提高了1.99倍,搅拌桩处理对压缩模量提高最小,仅提高了34%左右;(3)软土地层经过加固处理后,软土由高压缩性土变化为中等压缩性土,经过各种方法加固处理后,软土的含水率下降,但其饱和度基本不变,仍然为饱和土,可以采用现行的软土沉降计算方法进行计算;(4)该研究成果可为地基处理相关指标和参数提供参考。     

洞庭湖区饱和原状粉质黏土累积塑性应变规律

对洞庭湖区的饱和原状粉质黏土进行室内动三轴试验,分析软土地基土体在动荷载作用下的变形特性,探究动应力幅值、围压、固结比和加载频率对饱和粉质黏土累积塑性应变的影响。累积塑性应变发展形态随加载条件的不同可以分为稳定型、临界型、破坏型3类。用拟合函数对室内动三轴试验结果进行拟合分析,得出Monismith指数函数适合破坏型曲线,而对数函数不适宜于稳定性曲线的结论。针对稳定型曲线收敛的特点,提出一个新的稳定型曲线累积塑性应变数学模型,能更好地模拟曲线的变化规律,为计算软土地基在长期循环动荷载作用下产生的累积塑性变形提供了一定的参考。     

基于软土常规物理参数的压缩模量预测研究

为建立软土常规物理参数与压缩模量之间的模糊数学关系并对土体压缩模量进行预测,以27个钻孔中90件高质量淤泥及淤泥质土试样的土常规物理参数及压缩模量数据作为研究的数据源,基于MLP和RBF神经网络分别以tanh、sigmoid和标准径向基函数、一般径向基函数为激发函数建立不同的"软土物理参数—压缩模量"神经网络预测模型。结果显示,通过优选可以得到对于Es_(1-2)预测值和Es_(2-4)预测值的MRE分别在5%左右和11%以下、RMSE分别在6%左右和14%以下预测模型。结论表明,在一定误差的允许范围内,基于神经网络可以依靠软土的常规物理参数对压缩模量进行预测。     

不同加载频率及循环应力水平对人工冻融软土动力特性影响试验研究

近年来冻结法作为一种提高土体强度的手段被广泛应用于地铁隧道施工中,然而在列车循环荷载作用下冻土融化后会产生较大变形,影响地铁列车的运营安全。基于室内动三轴试验,研究列车加载频率、应力幅值和固结压力对冻融土体动孔压及应变的影响,得到地铁列车循环荷载下冻融软土的动力特性规律。试验研究表明:冻融后土体强度显著降低,且由于列车循环荷载作用会发生更大程度的下降。在地铁不同频率荷载下,其加载频率越低,动孔隙压力值越高,冻融后软土应变增幅明显。在相近循环应力比下,固结压力比应力幅值对冻融土动力特性影响更大。同时,基于试验数据,建立地铁列车循环荷载作用下的冻融土孔压累积模型,模型预测值与试验值较为吻合。     

客运专线地基沉降计算模量的确定

客运专线的建设需要高度平顺和稳定的轨下基础,控制变形是客运专线路基设计的关键.在保证路基本体施工可靠性的前提下,客运专线的沉降变形主要由地基沉降确定.地基沉降的计算方法有很多种,相关理论计算方法主要区别在于计算土体的应力-应变关系不同,即压缩性指标不同,而压缩性指标主要指土体模量.针对常规计算统一选定室内试验100～200 kPa应力间变形所得出的压缩模量,其前提明显偏离实际情况,相对来说,具有其不舍理之处.通过对比分析室内土工试验及现场原位试验,最终建议采用室内固结试验拟合结论进行沉降计算.     

考虑屈服应力的非饱和土土水特征曲线研究

利用非饱和土固结仪进行控制基质吸力条件下,净竖向应力逐渐增大的固结试验,得到不同基质吸力条件下土体的屈服应力;进行净竖向应力为屈服应力时,不同基质吸力条件下的固结试验,通过对试验过程中排出水量的测试,计算出不同基质吸力条件下的稳定含水率,进而得到屈服应力条件下土体的土水特征曲线;利用土体孔隙分布的分形模型对土水特征曲线进行拟合。研究结果表明:屈服应力是影响非饱和土土水特征曲线的重要因素,屈服应力下土水特征曲线明显分为3个区段;同时,屈服应力下土水特征曲线具有良好的分形特性。     

非饱和黏性土压缩模量与标贯击数关系探讨

新建张呼铁路沿线广泛分布非饱和黏性土地层,此类土体由于取样难度大,室内试验结果难以满足要求,如何取得更为正确的非饱和黏性土的压缩模量成为工程设计中的难点。在大量室内试验的基础上,对张呼铁路某标段现场进行试验研究,根据不同深度时压缩试验与标贯试验数据的对比,建立地层深度、压缩模量与标贯击数三者之间的对应关系,通过室内试验数据与现场勘察结果的相互验证,得到更为精确的土体变形参数,为路基沉降计算提供了更为可靠的参数基础。     

铁路地基服役期动力沉降计算新方法初探

工程实践中地基动力沉降的时间错位问题导致实测与计算沉降拟合以及工后沉降评估中存在不合理的现象。通过对传统一维固结仪的改造,研制了便于大规模推广应用的新型循环动力固结仪,得到土体等效动力压缩模量与等效动力固结方程。进一步提出一种铁路软土地基动力沉降计算新方法,并指出该方法在列车动力荷载的放大系数、合理的应力比系数、试验假设验证、复合地基加固区动力沉降等方面需要进一步深入研究。     

深圳地区花岗岩残积土的沉降计算及现场测试分析

结合工程实例,探讨采用堆载预压进行大面积软基处理时,淤泥层下卧花岗岩残积土层固结沉降计算方法。指出室内试验得到的花岗岩残积土压缩指标是失真的,其压缩模量偏小,压缩系数偏大,计算得到的沉降量过大,其原因在于试验方法的局限性。计算分析和现场观测表明:根据原位标准贯入试验所得指标计算花岗岩残积土的沉降量更符合实际。     

地基土压缩模量与贯入阻力之间的关系初探

通过对室内固结试验取得的压缩模量Es和现场静力触探取得的贯入阻力Ps的对比分析，发现两者之间存在强相关关系。这两种数据起到相互印证的作用。基本数据的比较准确，为评估路基工后沉降和地基承载力，提供了一个可靠的基础。