各向异性固结对饱和软土地基抗震性能的影响研究

实际工程中的土通常表现为各向异性固结状态。通过循环三轴试验对各向异性固结软土的动力特性进行研究,发现各向异性固结软土地基的动强度将随固结比加大而降低,在地震荷载作用下,土体更容易发生破坏。而以往抗震设计中仅考虑土体的各向同性固结动力性质,显然是偏于不安全的。     

软土抗剪强度与固结度关系的试验研究

通过对常(德)-张(家界)高速公路软土路基中的土样进行大量的固结和直剪试验,探讨了在不同固结压力作用下,抗剪强度指标c,φ随固结度U的变化规律,研究了一次性加载与逐级稳定加载对抗剪强度指标随固结度变化规律的影响.结果表明,荷载1次施加时,内摩擦角φ随固结度U的增加而增加,粘聚力c在固结度U＞30%时会随U的增加而有所增大,不同加载方式对抗剪强度指标c的影响较大而对φ的影响较小.给出了固结度与抗剪强度指标之间的拟合公式,其拟合结果对软土路基的安全填筑具有指导意义.     

不同固结度下软土的力学特性

在软土路基上修筑路堤的过程中,路基土抗剪强度指标的变化与路堤填筑时间和方式相关,考虑其间关系可以获得更安全、经济的填筑方法.通过一系列的三轴试验、直剪试验、固结试验,探讨了软土的抗剪强度随固结度的变化规律,对软土路基的安全填筑有一定指导价值.     

确定软土固结系数方法的研究

地基固结系数是软土地基变形分析和加固设计中的关键参数。对确定软土固结系数的室内试验法、现场试验法、间接推算法、反演计算法进行了分类阐述,并以深圳地区几个工程软土的室内固结试验数据和现场实测数据为基础,对各种方法的计算结果进行了对比分析。分析结果表明:1)在软土中现场测定的固结系数与反演分析计算法所得结果在同一个数量级上,相差不大,且较室内试验结果高1~2个数量级,这与其他研究者的结果一致;2)间接推算法所得结果与室内试验结果相近。     

江珠高速公路深厚软土固结历史特性分析

研究目的:在软土路堤设计中,沉降计算和稳定性验算均宜考虑软土的固结历史。本文以江珠高速公路珠海段试验路堤为例,在对室内土工试验、十字板剪切试验资料整理与分析的基础上,通过研究得出该区深厚软基的固结历史特性。研究结论:研究区6～12m以上软土层为超固结状态,超固结比OCR=1.10～1.89,但所得OCR值离散性较大。区内软土深度6～12m以下为欠固结状态,超固结比OCR=0.45～0.94,计算结果比较可靠。在研究深度范围内,OCR值沿深度变化呈减小趋势。研究表明,采用十字板剪切试验判别软土固结历史能避免取样及室内土工试验对土样的扰动,结果能反映土体实际固结状态。     

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。     

2011年中国铁道学会科学技术奖项目简介

项目名称：爆炸法加速深层软土地基排水固结试验研究与应用主要完成单位：中国铁道科学研究院
　　深圳市和利爆破技术工程有限公司
　　利用爆炸法加固软土地基是一种新型软基处理技术。它通过改变软土的排水条件，利用爆炸产生的动荷载引起软土扰动，并在一定的上覆荷载作用下，使软土地基快速排水固结，提高强度，最终达到加固软土地基的目的。本课题采用理论分析、模型试验和数值计算等多种方法，对其进行了深入研究，取得了如下主要成果：     

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。     

上海地区软土的循环累积孔压模型

基于上海地区饱和软土动三轴试验成果;通过对累积孔压和累积变形影响因素及发展规律相似性进行分析,将Parr提出的循环累积变形方程进行转换,引入动强度参数并提出等效循环动应力水平概念,建立能综合考虑列车荷载循环次数、静偏应力和和动偏应力耦合作用、固结方式等影响因素的上海地区软黏士累积孔压模型.结合试验结果对模型进行验证,确定不同试验条件下模型中试验常数.结果表明:模型能够较好地反映多种因素对软土循环累积孔压影响.模型仅适用于正常固结软黏土且循环应力比大于循环应力比阈值而小于临界循环应力比的情况.为提高模型计算和预测精度,用室内试验确定模型中试验常数值时,应采用跟现场实际相符的加载和固结条件.     

丙烯酸钙改良软弱土质地基的研究

利用丙烯酸钙的反应特点，对软土进行加固。抗水性与渗透性试验、强度试验及模型试验的结果表明，丙烯酸钙具有高固结性、高强度和抗水性，是一种比较理想的高分子软土加固材料。