无黏性土的电阻率CPTU状态参数确定方法及其液化评价

为研究基于现场原位测试技术的状态参数评估新方法, 以宿迁—新沂高速公路工程为背景, 利用电阻率孔压静力触探对饱和无黏性土进行了现场原位测试; 参考已有原位测试状态参数计算法的均值, 联合电阻率与土类指数建立了状态参数计算方法; 利用该方法评估的状态参数进行液化评价。分析结果表明: 状态参数与土类指数呈正比关系, 而土类指数与电阻率呈反比关系, 土类指数可作为连接无黏性土状态性能和电学性能的有效指标之一; 建立的电阻率CPTU状态参数计算方法所评估的状态参数沿深度变化趋势与已有方法一致, 提出的电阻率CPTU状态参数评估法主要适用土类指数为1.8~2.6的粉土和粉砂; 根据电阻率CPTU法计算的无黏性土原位状态参数与相对密实度呈现良好的线性关系, 变化趋势相反, 可作为一种相对密实度常用指标的有效替代参数来进行土体密实状态的评估; 基于电阻率CPTU法计算的无黏性土原位状态参数评估的液化阻力比与国际通用法基本一致, 判别粉质砂土层8 m以下为液化层, 与标准贯入试验结果相符, 状态参数可有效地用于液化势的可靠判别。      

基于CPTU的宁波黏性土不排水抗剪强度确定研究

黏性土的不排水抗剪强度是黏性土的重要力学指标,对于地铁车站的设计是非常重要的。由于获得无扰动试样的困难或成本限制,现代原位测试技术已广泛用于不排水抗剪强度的评价之中。以宁波地铁车站为工程背景,采用多功能孔压静力触探技术(CPTU)对黏性土进行土层测试和评价。介绍了CPTU测试技术的基本原理;根据十字板剪切强度反演孔压圆锥系数(NΔu),提出了不排水抗剪强度与超静孔压的关系,并探讨了孔压圆锥系数与孔压参数比的关系;将基于CPTU测试技术的不排水抗剪强度与室内测试结果进行对比。结果表明,采用CPTU测试技术能有效地评价黏性土的不排水抗剪强度;基于十字板剪切试验的不排水抗剪强度与基于CPTU测试技术的超静孔压有着较好的相关性;孔压圆锥系数与孔压参数比有着较好的对应关系。     

低路堤基底浅层加固研究

采用现场孔隙水压力静力触探（CPTU）对长江河漫滩相典型非均质性天然沉积软土层进行原位试验。通过对平面应变条件路堤荷载作用下有无浅层固化层的软土地基固结排水与沉降进行仿真模拟。对路面车辆重载作用下有无浅层固化层的路基及基底变形进行三维数值仿真，结果表明：地基浅层固化层的设置改变了地基应力场的分布，通过应力扩散作用减小了地基土体的附加应力进而减小了地基土体的沉降量，基底固化层通过增强路基基底的刚度来增强路基的整体刚度。减小了路基的变形，提高了路基的整体稳定性。     

强夯处理后的路基沉降计算

在强夯施工中一般认为达到收锤标准后地基不再发生过大的沉降,另外强夯后地基土的变形参数也不易确定,因而强夯地基一般不进行沉降计算.在广东清远北江三桥一级路沉降观测数据整理时,发现夯后的地基仍有较大的沉降.笔者总结了原位测试(标准贯入和静力触探)参数与地基土体的变形参数之间的关系式,并通过现场地基检测的数据反算了地基土的变形参数,最后通过分层总和法计算了路堤的变形沉降.该方法的计算结果能与高速公路实测沉降相吻合.     

强夯处理后的路基沉降计算

在强夯施工中一般认为达到收锤标准后地基不再发生过大的沉降，另外强夯后地基土的变形参数也不易确定，因而强夯地基一般不进行沉降计算。在广东清远北江三桥一级路沉降观测数据整理时，发现夯后的地基仍有较大的沉降，笔者总结了原位测试(标准贯入和静力触探)参数与地基土体的变形参数之间的关系式，并通过现场地基检测的数据反算了地基土的变形参数，最后通过分层总和法计算了路堤的变形沉降，该方法的计算结果能与高速公路实测沉降相吻合。     

石武高铁黄淮平原区粉质土特性试验研究

石武铁路为按车速350km/h无碴轨道设计的高速铁路,工程技术标准高,对变形要求极为严格.深厚层粉质土性质较差、变形控制尤为困难,提供可靠的粉质土地质参数是实现该类地基上路基和桥涵工程高标准沉降控制的基础,对设计和施工起着重要的指导作用.采用土工试验、标准贯入试验、静力触探试验、载荷试验等多种方法进行综合勘探测试,试验研究黄淮平原区粉质土特性,准确获得其特征参数和变化规律,得到粉质土压缩模量与标贯击数的关系曲线,掌握粉质土单桥静力触探与双桥静力触探的关系特征,分析粉质土载荷试验、标准贯入试验及静力触探试验测试承载力的差异,确定准确求取粉质土承载力的经济实用方法.     

小应变下基坑开挖应力路径对剪切模量的影响

以粉质黏土重塑土经等压固结形成的试样为试验对象,研究了在小应变范围内深基坑开挖应力路径对土体剪切模量的影响以及剪切模量随应变变化的趋势.研究表明,在小应变范围内,剪切模量的初始值与有效球应力之间存在着幂函数关系,但主动区内幂函数的理论值与试验值间的符合度要比被动区内的高;剪切应变处于0.01%~1%内表现出很强的非线性,同时具有很高的剪切模量;在同一应变水平下,不同应力路径,剪切模量的数值不同,但剪切模量随剪切应变增加而衰减的规律一致;剪切应变为0.01%时的剪切模量与剪切应变为1%时的剪切模量之间存在着量级差别.     

论路基不均匀沉降的综合治理

地质勘察必须针对各种路段的特殊情况采取相应的勘察方法。软弱地基除纵向钻探布孔间距应满足规范要求外，还应采用原位测试(如十字板剪切试验)测定软土强度，横向应采取静力触探辅助手段查明横向地层分布情况；对于山前坡地和半填半挖地段，其纵横向都要增加勘探密度，以查明土层分布和岩基埋置深度。     

饱和软黏土路基中布袋注浆桩的挤土效应

为研究饱和软黏土路基条件下布袋注浆桩的挤土效应,以布袋注浆桩加固某饱和软黏土路基工程为例,通过现场试验对桩体成型过程中的桩周土体位移和超静孔隙水压力进行了分析. 运用测斜管监测了成桩时桩周土体的水平位移,得到了土体位移的分布特征和土体位移随注浆压力与时间的变化规律;运用孔压计监测了成桩时桩周土体中超静孔隙水压力,得到了超静孔隙水压力的分布规律与变化趋势. 试验结果表明:成桩后,桩周土体水平位移呈现“马鞍形”分布,在距离地表0.1～0.3倍和0.8～1.0倍的桩长位置处出现最大位移;桩体成型挤土产生水平位移的范围约为桩径的6倍;桩体养护成型后,标准施工下的注浆压力对挤土效应的影响甚微,同时桩周土体水平位移会出现明显回弹,回弹位移值为注浆当天的40%～60%;超静孔隙水压力在前10 d消散较快,超静孔隙水压比随土体与桩体间距离的增加而呈现近似于线性规律的衰减,其影响范围约为10倍桩径.      

砂土宏观力学特性与细观结构的相关性试验研究

通过无标点变形量测系统分析桩周土变形场,确定剪切破坏区和显微细观观测点.应用MiVnt系统分析加荷过程中土细观参数变化,细观参数(1+e)/e3、颗粒偏心度与基础位移的相关性最强;随荷载增大,1#,2#点孔隙比下降呈负相关关系,引起剪缩特征,3#点呈正相关关系而剪胀应力松弛;1,2,3#点颗粒定向性均增高呈正相关性,表明颗粒分布有序性减弱,土体具有非稳定性的承载形式.     

非饱和混合土动剪切模量与阻尼比试验研究

川西山区广泛分布着崩坡积混合土,且在自然条件下常处于非饱和状态。动剪切模量和阻尼比是进行场地地震反应分析时必不可少的动力特性参量。为研究该地区上述两个参数的影响因素,运用动三轴仪,获取了小应变范围内循环荷载作用下混合土动应力应变骨干曲线、滞回曲线,拟合得到动剪切模量/最大动剪切模量-剪应变幅值和阻尼比-剪应变幅值曲线,系统研究了两个曲线函数随含水量和细颗粒含量的变化规律。研究结果表明:饱和程度和细颗粒含量对动剪切模量和阻尼比有显著影响,其影响程度还与矿物成分有关;在对比分析基础上,提出适用于崩坡积混合土在饱和、非饱和状态下的动剪切模量比和阻尼比推荐值,为川西山区地震安全评估提供参数取值依据。      

水泥改良土填料试验研究初探

通过室内试验,对水泥改良土的物理性质、应力-应变关系、强度特性、压缩特性进行了研究。试验结果表明:最大干密度随水泥掺和比的增加变化不明显;水泥土的应力—应变曲线呈软化型,存在明显的应力峰值点,以脆性破坏为主;水泥土样的抗剪强度和压缩模量与掺和比呈正相关性,压缩系数随水泥掺和比的增加而减少;素土经改良后具有良好的水稳定性,强度损失明显减少,以6%水泥土的水稳定性最佳。     

土石混合体变形破坏的基覆面效应研究

为了研究含石量的变化对土石混合体变形破坏演化规律的影响,考虑了基覆面效应的含石量因素,对土石混合体的变形破坏问题进行了分析.采用自主设计的大型推剪仪对剪切面与基覆面的夹角进行了研究,得到了不同含石量情况下最大剪应力的变化规律,借助渗压计与土压力计研究了孔隙水压力与土压力的变化规律.研究结果表明:当含石量从10%增加至50%时,相同剪切位移情况下土石混合体的抗剪强度会增加,剪切面与基覆面的夹角增加80%;在基覆面底部,剪切面与基覆面的距离增加63.6%;土石混合体变形破坏的最大剪应力即峰值强度增加32.5%;孔隙水压力变化值达到最大值所需的时间增加78.9%;土压力变化值达到最大值所需的时间增加80%;在试验过程中石块会发生翻滚旋转,不会发生被剪断,石块最终会指向土石混合体剪切破坏的方向.      

空隙率对沥青混合料性能影响

基于室内试验并以AC13为例,对空隙率与沥青饱和度和吸水率、沥青混合料力学性能(模量、劈裂强度,抗剪强度)、冻融劈裂强度(比)及疲劳寿命间关系展开研究.研究结果表明:空隙率影响沥青混合料性能,其间存在很好的相关性;随着沥青混合料的空隙率增大,沥青饱和度降低,吸水率增大;空隙率增大,沥青混合料力学性能(模量、劈裂强度、抗剪强度)降低;空隙率增大,沥青混合料冻融劈裂强度降低,冻融劈裂强度比减小,沥青混合料抗水损坏性能降低;随着空隙率增大,沥青混合料剪切疲劳寿命减少.     

考虑边界土体性质悬浮隧道地震响应分析

悬浮隧道地震响应研究是确保该新型交通结构物安全的重要内容,现有的研究往往忽视了驳岸结构的影响,将其简化为铰支、固支等简单约束形式。考虑了悬浮隧道驳岸结构周围岩土性质对其边界条件的影响,研究在横向地震作用下悬浮隧道的地震响应特性;采用大质量法,以Messina海峡悬浮隧道方案为基本模型,结合我国东部海域海床岩土性质,计算得到了地震作用下悬浮隧道管体位移、弯矩、扭矩和锚索索力,并对驳岸段长度Lsh和粘性土剪切模量G进行了参数分析。研究表明,悬浮隧道管体最大位移和弯矩出现于跨中、最大扭矩出现于两端、索力增量最大值出现于短索;弹性支撑有利于管体受力,但不利于锚索索力控制;驳岸段计算长度和粘土剪切模量的变化会对悬浮隧道地震响应特性带来显著影响,且影响规律较为复杂,可能与悬浮隧道结构动力特性、地震波的特性等相关参数具有耦合关系,需要进一步的研究探索。     

Evaluation of Dynamic Soil-Structure Interaction and Dynamic Seismic Soil Pressures Acting on It Subjected to Strong Earthquake Motions

Introduction A detailed reconnaissance survey was conduct-ed at the underground structures such as subwaystructures, mountain tunnels, multipurpose under-ground ducts and other underground structures,around the Hanshin District caused by the 1995Hyogoken-Nanbu Earthquake[1,2]. Among thesestructures, the Daikai Subway Station is the firstsubway structure that completely collapsed due tothe earthquake[3]. In order to clarify the dynamicbehaviors and the damage mechanism of the DaikaiSubway S…     

上海某越江盾构隧道的地震响应分析

以上海某越江盾构隧道为例,采用二维动力有限元模拟的方法,分析了地震荷载作用下盾构隧道的动力响应,得到了在7度地震作用下,地表土体、隧道周围土体的动剪应力比、动孔压比以及水平方向的加速度.除此之外还得到地震荷载作用下隧道结构、轨道梁的动剪应力,得出了一些具有实际意义的结论,为以后的盾构隧道的设计和施工提供参考.     

考虑弹性应变阈值的频率相关等效线性化方法

传统等效线性化方法由于原理简单、参数获取方便而广泛应用于工程场地非线性地震反应分析中．实际工程应用中发现,这种方法由于对各个频率分量采用了等效剪应变水平,使得地面最大峰值加速度和高频段计算结果明显偏低．若干实验表明,应变幅值对土的力学行为起着关键性作用,当应变低于弹性应变阈值时,土体处于线弹性状态,弹性应变阈值主要与土的塑性指数有关．本文在对各种频率相关等效线性化理论方法分析的基础上,结合弹性应变阈值理论,建立了考虑弹性应变阈值的频率相关等效线性化方法,运用本文方法对海口某实际场地进行了土层地震反应分析,对比了与传统等效线性化方法的差异;同时对不同覆盖层厚度遭遇不同地震动强度的地震动进行了计算分析．总结了不同覆盖层犀度下本文方法和传统等效线性化方法计算结果的差异及规律．     

冻融循环对云贵高原尾矿土力学性质的影响

为研究尾矿力学指标在冻融循环过程中的弱化规律,基于冻融尾矿土的常规三轴固结不排水剪切试验,对冻融前后尾矿土的各项力学指标进行了分析. 首先对尾矿土试样进行开放条件下的冻融试验,设置0、1、5、10、15次冻融;然后对不同冻融次数下的尾矿土进行常规三轴固结不排水剪切试验,设置50、100、200、300 kPa 4组围压;最后基于试验结果,对抗剪强度、峰值抗剪强度及弹性模量等力学指标进行分析. 研究表明:冻融对尾矿土的力学性质影响显著,随着冻融次数的增加,其应力-应变关系曲线由应变软化型逐渐向加工硬化型发展;破坏形式由脆性剪切破坏转变为延性破坏,剪切过程中孔压负增长的趋势逐渐减弱至消失;抗剪强度指标、峰值抗剪强度及弹性模量逐渐降低,其中,尾矿土受第1次冻融的扰动最大,表现为有效凝聚力和有效内摩擦角分别降低了30.55%和6.33%;峰值抗剪强度下降比的平均值达42.66%,弹性模量下降比的平均值达33.61%;10次冻融后尾矿土的力学指标趋于稳定,从第10次到第15次冻融,有效凝聚力和有效内摩擦角分别降低2.94%和0.37%;峰值抗剪强度下降比的平均值和平均弹性模量下降比的平均值分别为2.53%和4.03%,建议采用冻融10次的力学指标作为工程设计的依据.