消石灰、水泥改良粉土的强度及变形特性研究

以泰州市东风路南段的低液限粉土为研究对象,通过添加消石灰、水泥及消石灰和水泥对粉土进行改良,并对改良后的粉土进行室内研究。研究结果表明:消石灰、水泥及消石灰和水泥改良粉土的无侧限抗压强度均有大幅度提高;改良粉土的无侧限抗压强度均随养护龄期增长逐渐增大,但在14~28 d之间的增长速率较大,28 d之后的增长速率较小;改良粉土的无侧限抗压强度随压实度的增加明显提高;消石灰和水泥联合改良粉土抵抗变形的能力显著提高;3%消石灰+5%水泥联合改良粉土不仅能够满足路基填料的设计要求,且比较经济,是较佳改良方案。试验结果具有参考价值,实际工程中可以依据强度要求确定不同的石灰+水泥掺量。     

HAS土壤固化剂在长江航道削坡土上的固化试验

通过开展HAS高强耐水土壤固化剂(HAS固化剂)室内固化长江航道削坡土的试验,以及将成型固化土泡水及放置于户外自然环境的试验,分析了不同的固化剂、石屑和土样的配比设计在不同时间和不同条件下对无侧限抗压强度的影响,试验得到了HAS固化土的无侧限抗压强度的主要影响因素和变化规律。研究成果为实现长江航道削坡土的资源化利用提供了一定的技术基础。     

207国道襄阳改建段膨胀土路基处治方案研究

为了确定膨胀土性质及解决膨胀土路基处理的设计方案，对207国道襄阳市北段改建工程沿线膨胀土进行取样试验及土体改良试验分析。结果表明，沿线土体具有弱-中等膨胀性，通过土体改良试验，分别采用包边，加设土工格栅及掺灰改良3种不同的设计方案对膨胀土路基进行处理，通过分析比较，最终确定了膨胀土路基处理措施。     

考虑干湿循环的膨胀土航道边坡稳定分析及治理措施*

针对航道边坡土体为膨胀土时极易产生季节性、浅层性滑动,影响航运能力及工程安全的问题,依托芜申航道南京段失稳边坡处治工程,对膨胀土进行往复干湿循环后的直剪试验和考虑干湿循环效应的稳定性分析。结果表明：随干湿循环次数的增加,膨胀土的黏聚力、内摩擦角逐渐衰减,其衰减主要发生在前3次干湿循环过程中,之后趋于稳定;黏聚力的衰减程度远大于内摩擦角;考虑干湿循环效应引起的土体强度衰减,是获得膨胀土边坡真实稳定系数的正确计算方法。针对失稳边坡提出采用门字形抗滑桩的处治措施,应用效果良好,具有较好的工程借鉴意义。     

连云港徐圩港区海相软土固化特性及强度劣化机理研究

依托连云港徐圩港区二港池多用途泊位转运区软基处理工程,开展海相软土固化、干湿和冻融循环试验,研究水泥混掺石灰、粉煤灰和石膏固化土的固化特性和强度劣化机理。结果表明：水泥和石灰混掺的固化效果、干湿循环耐久性最优,水泥和粉煤灰次之,水泥和石膏最差;水泥+石灰固化土28 d龄期强度分别为水泥+粉煤灰、水泥+石膏固化土强度的2.3～2.9倍、4.7～7.8倍;经历1次和5次干湿循环后,固化土无侧限抗压强度分别降低了10.0%～51.7%和28.8%～69.9%,表明第1次干湿循环对固化土强度影响最为显著;5次冻融循环后,固化土动弹性模量降幅为56.3%～60.3%,质量损失率为10.9%～14.0%;干湿、冻融循环后,固化土微观结构遭到破坏、土体孔隙增加是其强度降低甚至破坏的主要原因。     

干湿循环作用下重塑红黏土水力特性与强度试验研究

采用常规直剪仪对江西某库区边坡重塑红黏土土样进行室内模拟干湿循环快剪试验,研究了干湿循环作用下饱和重塑红黏土抗剪强度及抗剪强度指标变化规律;通过滤纸法测得不同含水率下土样的基质吸力,并用VanGenuchten模型拟合土-水特征曲线,分析了红黏土的水力特性。试验结果表明:干湿循环作用下饱和红黏土的抗剪强度有明显的劣化规律,其中,前4次干湿循环导致土样劣化幅度较大,后2次抗剪强度劣化幅度逐渐趋于平稳;干湿循环会显著降低土样黏聚力和内摩擦角,呈先快后慢的趋势,且黏聚力衰减程度明显大于内摩擦角;随着干湿循环次数的增加,相同体积含水率条件下,土体基质吸力逐渐减小,土体有效应力降低,抗剪强度逐渐劣化;当基质吸力大于350kPa时,基质吸力对土体的抗剪强度影响很小,裂隙发育可能是影响抗剪强度劣化的主要因素。     

经冻融循环后粉土的性能变化研究

粉土具有特殊的物理学性能,其粒径均匀,毛细管发育,水稳性差,具有冻敏性。针对此特点,本文以黄泛平原地区某工程为背景,首先进行室内重塑粉土在冻融循环状态下的无侧限抗压强度试验;基于试验结果,进行粉土在不同冻融循环后路用性能数值模拟计算。结果表明:重塑粉土在经过冻融循环后,其强度随着循环次数增加逐渐减小,且第一次的冻融循环对其影响最为明显,其后的影响则趋于稳定;重塑粉土经冻融循环后其塑形变形能力有所降低,且抗动荷载变形的能力也随着循环次数的增加而逐渐降低。     

不同标号水泥与粗颗粒弃土复合改良淤泥土的强度研究

结合温州市苍南县海塘安澜工程（南片海塘）弃土的资源化利用工程,对海塘施工工程产生的淤泥土掺入三澳核电建设工程产生的粗颗粒弃土和P.O42.5级水泥与M32.5水泥进行复合改良,通过室内无侧限抗压强度试验检验淤泥土在复合改良后的效果。结果表明：水泥与粗颗粒弃土复合改良淤泥土强度的效果明显,采用P.O42.5级水泥复合改良时,粗颗粒对强度的影响较小,且UCS值随着粗颗粒掺量的减小而减小;采用M32.5级水泥复合改良时,粗颗粒掺量对UCS值的影响效果显著,两种水泥复合改良的无侧限抗压强度最大值的配比均为掺40%粗颗粒和15%水泥固化剂。     

水泥土抗压抗剪强度及相关性研究*

为探究水泥土抗压、抗剪强度参数之间关系,配制不同水泥配比的水泥土试样,对不同龄期下的各试样开展无侧限抗压强度试验和快剪试验,得到水泥土的抗压、抗剪强度参数,并分析强度参数随水泥配比变化规律,确定16%水泥掺量、0.50水灰比为依托工程的水泥配比,建立水泥土无侧限抗压强度与黏聚力、变形模量的关系。结果表明,水泥土试样的无侧限抗压强度和黏聚力都会随水泥掺量的增加而增加,且无侧限抗压强度和黏聚力呈线性关系;掺入水泥的软弱土,其无侧限抗压强度和抗剪强度都明显提高;淤泥质土和淤泥土层的水泥土变形模量小于规范推荐值。     

侧限固结时应力比对粗粒土变形的影响

粗粒土侧限变形特性是量化港口填料在不同荷载作用下沉降的重要依据。基于12组不同应力比侧限固结试验,得出侧限条件下加卸荷次数及应力比对粗粒土应变增量的变化趋势,建立粗粒土应变及塑性应变计算模型,并在二维及三维空间下验证了所建模型合理性。结果表明,堆载应力在土体中存在最大影响深度;当应力比相同时,侧限条件下应变增量及塑性应变增量与增量荷载数值无关。粗粒土受荷载循环作用时应变及塑性应变随应力比增大均呈指数函数变化,且其界限应力比处于2. 124～2. 461。建议在港口施工填筑时对地基上部进行多次强夯加固处理,营运阶段应控制最大堆载量并均匀平铺堆场,以降低填筑区的不均匀沉降量。     

加筋土挡墙在软土地基上的应用

结合工程实例,介绍加筋土挡墙在软土地基上的应用,以及对饱和黏土、弹簧土和淤泥堤基,采用压石挤淤、打入硬木桩、换填砂砾石和土工格栅等处理方法,可供类似工程参考。     

泡沫轻质土在软弱地基处理中的应用

结合工程实例,介绍泡沫轻质土对软弱地基的加固方案,并根据地下水腐蚀强度进行地基承载力和沉降量验算。结果表明,泡沫轻质土超挖换填软弱地基,不增加附加应力,工后沉降为0,考虑地下水腐蚀影响时,通过素填土层厚度控制超挖深度,地基承载力和工后沉降均能满足规范要求,为表层素填土下卧软弱淤泥层场地地基处理的方法应用提供了借鉴。     

强浪作用下土体液化的土质海堤稳定性分析*

在台风、风暴潮等海况中的强风浪作用下,土质海堤常发生破坏甚至决堤。考虑海堤土体在高水位波浪作用时发生液化的情况,用Geo-slope软件计算海堤整体滑动稳定性的安全系数,并与高水位静水状态、无波浪作用低水位时和波浪作用液化后低水位时3个工况计算的海堤安全系数进行比较分析。4个工况计算的安全系数分别为2.226、2.392、2.082和2.056。结果表明,波浪作用造成土体液化时,对海堤整体稳定性的影响并不明显,而临海侧低水位时对海堤整体稳定性的影响则很显著;强风浪情况下海堤的决口等破坏并不是由于波浪作用造成土体强度降低引起海堤整体滑动所导致的,具体机制仍需进一步研究。     

循环荷载作用下重塑素土和根系加筋土动力试验研究*

船行波引发的循环荷载是造成内河航道岸坡失稳、破坏的重要原因之一,深入研究循环荷载作用下土体失稳和破坏机理对航道岸坡的设计具有重要意义。植物护岸技术是通过根系与土体紧密结合,从而改变土体强度。基于那吉库区重塑素土和重塑根系加筋土,利用三轴循环荷载试验,模拟船行波荷载长期作用,研究重塑素土和重塑根系加筋土在循环荷载作用下的循环荷载振次、强度、围压强度与土体应变之间的关系。结果表明,当围压稳定时,试样残余应变随着循环荷载的增大而增大。但相同围压条件下,重塑根系加筋土的内摩擦角和黏聚力高于重塑素土,说明植物根系的存在提高了土体对于船行波的抵抗效应,提高土体在循环荷载作用下的抗剪强度。     

非饱和黏性地基土的土-水特征曲线试验及模拟

内地港口地基土在地下径流和降雨入渗作用下,多为非饱和土,其土-水特性影响港口地基稳定性。以安徽淮北港非饱和黏性地基土为研究对象,开展不同初始含水率、初始干密度、竖向应力以及干湿循环次数下的土-水特征曲线(SWCC)试验。研究发现:初始干密度和竖向应力对非饱和黏性地基土SWCC的影响相似,对进气值、初气值、脱湿速率、吸湿速率和残余饱和度影响较大;初始含水率对土体脱湿、吸湿速率影响较小,随着初始含水率的提升,进气值、吸气值、残余饱和度递增;随着干湿循环作用的增强,进气值和出气值的衰减逐渐削弱。结合地基土土-水特性,修正几种常用的SWCC模型,模拟不同工况下的SWCC,通过评分的方式得到适用于淮北港非饱和黏性地基土的推荐模型。研究成果可为不同工况下非饱和黏性地基土的土-水特性及港口地基稳定性研究提供参考。     

半刚性水泥搅拌桩软基加固三维数值模拟

半刚性水泥搅拌桩加固处理的海堤软基沉降计算等问题基本以复合地基法为主。为对比分析复合指标与实体桩计算结果的差异,结合某斜坡式海堤工程实例,以岩土有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,分别采用实体桩及复合指标建立水泥搅拌桩海堤软基加固稳定性分析的空间弹塑性有限元数值模型。结果表明,实体桩模型能够较清晰地模拟出桩间土体的"土拱"效应、桩头平面处桩土间的沉降差,以及水泥搅拌桩对于桩间土体的"约束"作用,更为真实地反映软土地基的位移及应力分布情况。分析成果对类似工程以及半刚性桩加固处理软基的数值模拟计算具有一定的参考意义。     

精确模拟土壤反力对桩靴性能影响的研究

传统自升式钻井平台桩靴设计的方法,仅仅将土壤反作用力作为一个确定值,施加到桩靴上,并未考虑到桩靴与土壤相互作用过程中,土壤的性质的变化及变形对桩靴作用的影响.文章着重研究固体(土壤)力学对桩靴结构力学的影响.通过经验理论分析,并借助有限元精确模拟土壤,进行土壤对桩靴影响的细化研究.通过对比分析,得出对土壤的细化研究后,桩靴性能可以得到提高和优化的结论.     

固化软土双层地基室内模型试验数值模拟研究*

利用有限元软件ABAQUS对上覆硬壳层双层地基室内模型试验进行数值模拟.通过分析等效塑性应变分布云图与位移矢量分布图,确定了双层地基的破坏形式为冲剪破坏;硬壳层厚度的增加减缓了下卧软土层变形区的开展,但是地基承载能力增加不明显;加入纤维素的固化剂提高了硬壳层的强度,增加了地基的承载能力.在地基破坏特征和极限承载力方面,数值模拟与模型试验所得结果的吻合程度较高.     

土的附着力试验方法

针对JTS/T 247—2023《水运工程土工试验规程》中附着力试验方法的科学编制,通过对以往规范中相关条款内容的的充分研究和调研,从试验方案制定、土样杯、压板及护环等试验设备的定制入手,进行有针对性的探索性试验。采用单一变量分析方法,分别研究土样杯尺寸、压板尺寸、护环厚度等对土附着力试验的影响,总结形成了更贴合实际、更具可操作性、更符合水运工程行业的土附着力试验方法条款,并纳入JTS/T 247—2023《水运工程土工试验规程》章节内容中,推动了水运工程行业中土的附着力试验方法的优化和改进。