中高压缩性土地基沉降特性试验研究

为研究中高压缩性土地基的沉降特性,依托哈佳铁路设置了沉降观测试验段,通过理论分析、室内试验和现场监测等手段,得到了不同地基处理方案下中高压缩性土地基在填筑期和静置期的沉降发展规律。结果表明:路基填筑完成时,沉降完成比例约为45%~55%,经过6个月的静置期后,沉降完成比例可达到75%~85%;实测沉降远小于理论计算沉降值,对压缩模量当量值在6.0~7.0 MPa之间的中高压缩性土地基,反演分析得到的沉降计算修正系数为0.3~0.35;CFG桩浅层加固可有效控制地基沉降,应结合铁路等级、路堤高度等因素确定经济合理的桩长。     

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。     

非饱和土地基沉降计算参数试验研究

研究目的:提出非饱和土地基沉降计算参数确定的有效试验方法,可使地基沉降计算参数选择更加合理,对于以地基沉降为主要控制因素的高速铁路客运专线建设具有重要意义.研究结论:针对胶济客专非饱和粉质黏土、粉土开展了室内固结试验及多种现场原位试验,经过综合分析得出:胶济客专非饱和粉质黏土、粉土饱和度一般在46％ ～ 80％之间;建议采用室内固结试验、静力触探试验及标贯试验综合确定非饱和粉质黏土、粉土沉降计算压缩模量参数;可按《建筑地基基础设计规范》计算当量模量对应的经验系数进行计算沉降修正.     

高速铁路非饱和土地基处理技术

通过分析室内固结试验成果,对非饱和土的水土特性及固结压缩特性进行研究,进而结合现场沉降测试结果对各类加固工法下非饱和土地基的沉降规律展开讨论。研究表明,虽然地基土的最终沉降量只与土体的压缩模量有关,但是非饱和土体的瞬时沉降受饱和度影响显著。从固结稳定时间上看,非饱和土的固结时间与饱和度有密切关系,低饱和度下,固结时间随着饱和度的增加而延长,当饱和度超过82.8%时,固结时间随着饱和度的增加而减小并最终趋近于饱和土的固结时间。采用双曲线模型预测地基土的最终沉降量,对不同工法加固非饱和土地基的加固效果进行评价,可以看出,强夯、换填和短水泥搅拌桩加固非饱和土地基完全满足高速铁路路基沉降控制要求。     

太湖湖积相黏土高压固结试验研究

对湖积相黏土土样进行高压固结试验,测出了压缩系数、压缩指数、压缩模量等压缩性指标,结果表明,太湖湖积相黏土属于高压缩性软土,并对不同深度高压作用下压缩模量的变化进行了详细的分析,为工程中预压固结处理地基的方法提供了试验基础佐证.     

浆喷桩地基控制高速铁路工后沉降的研究

研究目的:高速铁路软土地基处理对路基的工后沉降具有重要的意义.深层搅拌桩(浆喷桩)是软土地基处理的一种方式,其能否满足相关技术要求,关系到浆喷桩技术在高速铁路软基处理中的应用前景.通过采用浆喷桩复合地基处理工后沉降要求严格的高速铁路软土地基的现场试验,对浆喷桩复合地基处理软土地基的加固效果进行系统的研究.研究结论:试验表明,浆喷桩复合地基处理类似本试验段条件的高速铁路软土地基可以在较短工期内满足5 cm工后沉降的要求.设置了土工格栅碎石垫层后,浆喷桩桩体并无明显的向柔性基础刺入的现象发生,土工格栅碎石垫层的设置达到了均化基底应力及调整差异沉降的目的.实测的沉降分析表明,与天然地基相比,浆喷桩复合地基的固结速率得到了较为明显的提高.     

高速铁路中等压缩性土沉降试验研究

中等压缩性土在我国分布极为广泛，是我国高速铁路路基的主要承载地层。面对毫米级工后沉降控制要求，研究中等压缩性土地基处理方式对高铁路基设计与建设具有重要意义。通过现场试验，分析了不同地基处理方式下高铁中等压缩性土地基沉降变形规律。研究结果表明，中等压缩性土地基沉降实测推算值明显小于理论计算值，为计算值的0.6～0.8倍；路基填筑完成时，中等压缩性土层沉降完成比例约为50%,预压9个月后，完成比例为90%～95%,若能保证1年以上的预压期，可不考虑其对工后沉降的影响；砂桩加固可加快填筑期间的沉降完成比例，但由于该层土沉降完成较快，不处理、部分处理、全部处理在预压9个月后三者沉降无明显差别。本文研究成果可指导高速铁路地基处理方案选择。     

新吹填淤泥地基加固试验研究

研究目的:新吹填淤泥地基具有含水量大、压缩性高、强度几乎为零等特点.这种比较特殊的地基处理是目前沿海地区围海造陆等工程中比较棘手的问题,为了探究这种比较特殊地基处理行之有效的方法,为沿海地区工程建设提供技术支撑,现场采用小间距排水板、土工格栅等土工合成材料结合堆载预压加固地基,设计要求地基加固后的吹填淤泥十字板强度大于10 kPa.研究结论:试验结果表明:地基加固结束时的实测沉降量达1 800 mm,地基平均固结度达95％;实测水平位移很小,在整个加载过程中,地基一直处于安全状态,说明地基处理方案是合理可行的.现场实测地基加固后的吹填淤泥十字板强度达12 kPa,吹填淤泥的土性指标得到了不同程度的改善,地基加固达到了预期的加固效果;土工格栅等土工合成材料的应用,解决了新吹填淤泥上难以直接堆载的技术难题,在类似工程中可进一步推广应用;新吹填淤泥地基单位厚度的压缩量超过200 mm/m,说明吹填淤泥地基的压缩变形属于大变形问题,理论计算时应考虑这一因素.     

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。     

大面积真空预压加固法处理软土地基技术研究

真空预压是软土地基加固处理的一种方法,结合京沪高速铁路上海虹桥枢纽工程的深厚软土地基加固处理与沉降控制资料,介绍采用真空预压加固的虹桥动车运用所软基的一个试验段施打排水板引起的沉降、地基表面沉降以及孔隙水压力的现场观测和试验,并对观测结果进行了分析。最后,结合现场测试数据,采用数值计算方法对地基加固措施的受力特性和沉降变形规律进行分析,得到的沉降量与实测沉降推算结果较接近。     

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.     

沿海铁路桩——网复合结构地基沉降的试验研究

通过温福高速铁路软土路堤试验段工程，对桩-网复合结构形式加固的软土地基，以现场实测资料为验证，分析了桩一网复合结构处理深厚软土地基的沉降规律，利用数值计算方法进行工后沉降推算。     

爆炸法处理深层软弱地基试验研究

试验将袋装排水沙井，堆截预压和深部爆炸加载相结合，使深层软弱地基中的爆炸作生压实和快速排水固结，达到高效加固地基的目的，分析了现场爆炸处理地基试验过程中孔隙水压力变化过程，地表沉降量，触探试验值，土样物理力学性质指标和压缩空腔的变化，认为深部饱和土中爆炸后瞬时峰值压力很大，而且在很长一段时间内仍保持较高孔隙水压力值，能产生长达3天的持久排水固结，与此同时地表沉降在爆后迅速发生，两次爆炸区的沉降量比一次爆炸大得多，由爆炸前后触探试验和土样物理力学性质实验对比，爆炸后土层强度指标有所提高，承载力提高20％，压缩模量提高了20％，另外炮孔内腔体积也扩大了9倍，试验证明用爆炸法处理深层软弱地其是有效的，成功的。     

土工合成材料在软土地基中的应用

土工合成材料是应用于岩土工程的以高分子聚合物为原材料制成的各种产品的统称．土工合成材料种类有以下四大类：土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料．土工合成材料的性能指标一般可分为物理性能指标、力学性能指标、水力性能指标、土工合成材料与土相互作用指标及耐久性指标．土工合成材料用于加固软土地基主要起两种作用：一是起加筋补强作用，提高软土地基承载力．二是起排水固结作用，加速软土地基排水固结．土工合成材料的设计检算主要包括稳定性检算和复合地基承载力计算．京广客改武汉北编组站工程中运用土工格栅成功解决了软土地基病害问题．     

搅拌桩联合塑料排水板地基加固现场试验研究

获得组合措施处理深厚层软土的作用机理、沉降、桩一土荷载分担等特性,为确定设计计算方法提供依据.研究结论:在搅拌桩复合地基中加入较长的塑料排水板后:(1)可以起到加快深厚软土层排水固结的作用,从而加快地基土沉降完成速度,减小工后沉降;(2)加快侧向位移的发展,且其发展与排水条件密切相关;(3)地基土强度提高较快,桩土应力比明显小于搅拌桩复合地基,表明其地基更有利于地基土承载作用的发挥.     

高速铁路地基土压缩性分类及中低压缩性土变形特性研究

地基土压缩变形特性是影响高速铁路路基设计、施工、沉降评估等环节的重要因素。为进一步充分利用高速铁路地基土自身的承载变形能力，降低工程投资，通过开展综合勘察、土工试验及现场填筑试验等，提出基于变形控制为目的的高速铁路地基土分类标准，即高压缩性土、中高压缩性土、中低压缩性土及低压缩性土；并详细分析了各类地基土的物理力学指标。针对目前尚未充分利用的中低压缩性土，从室内试验压缩特性及现场填筑试验压缩性等角度分析了高铁路基荷载下，中低压缩性土地基承载变形快速收敛的特性。研究结果表明，在经过适当处理后，中低压缩性土变形可以满足高铁路基工程的要求。因此，将既有规范中中等压缩性土进一步细分为中低压缩性土和中高压缩性土，有利于优化高速铁路路基结构设计，为降低工程成本提供依据。     

爆炸法加固软土地基的试验研究

研究目的:尝试在软土地基处理进程中取代强夯产生的动载荷的新方法。研究方法:本文通过宁启铁路线DK 172 000~DK 172 200段软土路基现场试验,对比分析爆炸法和堆载预压法处理饱和软土地基的固结效果。通过地表沉降、全断面沉降、侧向位移的现场观测结果分析,获得了爆炸后软土地基的沉降规律。研究结果:证明了爆炸法可以达到软土地基加固处理的效果,并且地表沉降速率加快,有利于缩短软基固结处理时间。研究结论:文中提出爆炸动力固结法处理软土地基的工艺过程,并对爆炸法和强夯法等动力固结处理软土地基的作用机制进行了比较分析,理论上推断爆炸法比较适宜对深层软土地基的加固处理。     

长塑料排水板联合短搅拌桩加固深厚软土地基试验研究

长塑料排水板联合短搅拌桩加固深厚软土地基是一项深厚软土地基加固新技术,该技术可以显著提高浅层地基承载力,并加快深层软土固结沉降。在京沪高速铁路选取了典型工点对该技术进行了试验研究,揭示了地基受力及沉降变形规律,并提出了总沉降和工后沉降计算方法。     

基于Harris函数的2级加载固结试验方法及可靠性判别准则

为提高获取土体压缩模量和先期固结压力的土工试验测试效率,在采用Harris函数描述土体e-lgp曲线的基础上,提出2级加载确定土体压缩特性的固结试验方法,其在确定压缩模量Es和先期固结压力pc时的适用性得到了京沪高铁和京津城际铁路地基土样的验证。研究结果表明:由土体初始孔隙比e_0和2级加载稳定变形值可以准确计算压缩曲线的Harris函数表达式,除小于100 kPa时外,其余压力段压缩模量Es误差基本小于10%,平均误差仅为5.59%;利用Harris函数可得到压缩曲线最小曲率半径点坐标和直线段斜率解析值,所得先期固结压力的Casagrande法计算值与土体埋深呈明显正相关,且与上覆压力的比较结果和试验段实测分层沉降发展规律吻合;以压缩指数Cc为评价指标,通过概率模型建立固结试验可靠性判别准则,研究成果为简化固结试验方法,快速确定土体压缩参数提供了新途径。     

软土变形参数的实测比较

根据深圳某软基处理项目的现场实测沉降数据，分析推算了淤泥的压缩指标，并与室内实验结果进行比较。结果表明，对于该地区的淤泥，用常规室内试验得到的压缩变形参数与软土的实际变形特性是相近的，可以满足一般的设计要求。文中还分析了残积土的变形特性，发现用室内实验结果计算得到的沉降量明显偏大，而用标贯实验结果估算的变形参数计算沉降量与实测结果一致，因此残积土的沉降量宜采用原位试验结果推算的压缩参数计算。