结构变化对软粘土蠕变特性影响的宏观试验分析

本文以软粘土这种流变性和结构性均较强的土体为研究对象,通过重塑改变土体的天然原始结构,研究结构性变化对土体力学性质的影响。通过实验数据对比分析原状土和重塑土的应变、应变速率、粘滞系数等流变参数的变化规律,总结出结构性差异对流变力学性质的宏观影响。     

结构性土体固结压力的力学效应

针对黄土、盐渍土、红土、下蜀土、软土以及添加水泥和石灰固化后的吹填土等特殊土体表现为结构强度高、先期固结压力大,且地表土超固结比十分高,存在随着土层深度的增加,前期固结压力值减小的反常规现象,开展了土体结构力、结构强度和结构性土体等一系列问题的研究。通过对大量试验资料的分析,讨论了影响土体前期固结压力的主要影响因素,包括土体胶结类型、成因特点、原岩结构以及环境等因素;根据原状土和重塑土的圧缩曲线半定量地确定结构强度值;并探讨了结构力的形成机制。研究结果表明:土体结构强度受到影响则导致土体前期固结压力发生改变;前期固结压力实质上是由传统定义上的前期固结压力与结构强度两部分构成;结构力即为颗粒之间形成的固化胶结连结力。最后给出了结构强度和结构性土的定义。      

非饱和原状土的弹塑性损伤本构模型

自然界所存在的原状土具有一定的结构性,与室内重塑土在加载过程中所表现出的力学特性（如变形和强度）具有明显的差异．本文以复合体损伤理论为基础,建立了适用于非饱和原状土的弹塑性损伤本构模型,并给出了损伤变量A的演化规律．其主要思想是把土材料看作由相对完整的土和相对破碎土两部分混合而成,二者的力学性能不同,且在受力过程中,相对完整的土逐渐转化为相对破碎的土,故分别采用弹性和弹塑性模型描述．该模型所采用的参数（除结构性参数β、α以外）均可以直接通过实验确定．结果表明,该模型能够较好描述非饱和原状土的应力．应变特性,尤其是应变软化现象,且所给出的扰动变量演化规律也能够较好描述土结构性退化规律．     

超固结比影响下饱和黏土力学特性试验研究

利用合肥地铁站基坑黏土进行了5种超固结比(OCR)下的原状和重塑饱和土快剪试验,分析了原状土和重塑土在不同OCR下的剪切性状、抗剪强度及强度指标黏聚力(c)和内摩擦角(φ)的变化规律。结果显示:不同OCR原状土多为应变硬化性状,重塑土超固结时多为应变软化、欠固结多呈应变硬化性状;同竖向应力时,重塑土峰值抗剪强度随OCR增加而增大;同OCR时,重塑土峰值抗剪强度随竖向应力增大而增大;同前期固结应力(p_c)和OCR时,原状土峰值抗剪强度较重塑土大;重塑土按同OCR求抗剪强度指标时,OCR增大c减小、φ增大;重塑土按同pc求抗剪强度指标时,p_c增加c先增大后减小、φ增大;原状土抗剪强度破坏曲线在p_c值处呈明显向下弯折性状。     

膨胀土土水特征曲线的研究

对不同地区膨胀土的原状样和重塑样进行了脱湿土水特征曲线试验,并采用VG模型对试验数据进行拟合。结合VG模型拟合的参数,着重分析了矿物成分和孔隙结构对膨胀土土水特征曲线的影响。结果表明:在同一初始干密度下,膨胀土含蒙脱石亲水性矿物越多,脱水速率越慢,持水性能越强;同一土质的重塑样,初始干密度越大,则其进气值越大,脱水速率越慢;在初始干密度相同的条件下,原状样的土水特征曲线与重塑样的不同,其脱水速率较缓慢,残余含水量较高,表现出较强的持水性能。     

软土结构性流变力学模型的研究

以粉质软粘土为研究对象进行室内蠕变实验,对比分析土体结构性变化对流变特性的影响。提出土体结构性影响系数的概念。根据试验数据确定应力效果参数与应力水平的关系式,进而建立了软土的结构性宏观流变力学模型,描述了软土结构改变后的流变规律。     

饱和-非饱和膨胀土渗透特性试验研究

对广西宁明两种膨胀土的原状样和重塑样进行了饱和渗透试验、土水特征曲线试验和收缩试验.根据收缩试验结果对土水特征曲线进行了体积含水量的换算,用VG数学模型对换算后的土水特征曲线进行拟合后通过理论公式预测出非饱和渗透系数,进而得到了非饱和膨胀土的含水量-渗透系数关系及其变化规律.同时,还分析了矿物成分和结构特征对饱和–非饱和膨胀土渗透特性的影响.     

晋南非饱和土土水特征曲线研究

土水特征曲线对于研究非饱和土的水力与力学特性有着重要作用,采用晋南某Q3黄土进行非饱和固结试验,测试土体基质吸力随含水率及荷载的变化规律,试验结果表明:对于原状黄土及重塑黄土,随着竖向荷载的增大,土体更加密实均匀,虹吸现象更显著,基质吸力略微增大;原状黄土与重塑黄土基质吸力增量并不会随着荷载的增大而呈无限增大,而是存在...     

非饱和红黏土土水特性及强度特征研究

为研究红黏土土体非饱和特性,分别针对典型的原状和重塑红黏土,结合Geo-experts自平衡型压力板仪和ZJ型应变控制式直剪仪开展了不同干密度下土样的非饱和土水特征试验和直剪试验,探讨了红黏土的一些典型非饱和物理力学特征.研究结果表明:矿物赋存状态的改变和微结构的变化是导致红黏土重塑前后物理力学性质发生显著改变的重要因素;原状非饱和红黏土土水曲线呈现典型的三阶段型变化特征,具有较为明显的进气值和残余含水量,而重塑的非饱和红黏土则呈现半抛物线型变化特征;对于原状红黏土来说,非饱和土体黏聚力最大值出现在低含水率状态,对应的含水率比土水曲线的残余含水率高5%~10%.因此,在开展非饱和红黏土抗剪强度试验时,在相应含水率区间处适当增加试验组数可优化试验成果,对于重塑红黏土来说,可根据塑限含水率判断重塑红黏土内摩擦角开始显著减小的区间.      

原状黄土及重塑黄土渗透特性的试验研究

为了研究干密度对黄土渗透系数的影响以及原状黄土渗透系数随时间的变化规律,对石太客运专线西段所取原状黄土和重塑黄土分别进行了饱和渗透试验.试验结果表明,该黄土的渗透系数随着干密度的不同,一般在(10-4～10-6)cm/s之间变化,原状黄土的渗透系数随渗透时间的延长而呈减小的趋势,原状黄土扰动重塑后微结构破坏,干密度的变化对渗透系数影响较大,并且随着干密度的增加呈减小的趋势.     

塑料排水板处理软土地基的工程质量监理措施的探讨

本文针对塑料排水板在处理软土地基的优点,详细论述了塑料排水板施工时的工程质量监理要点,为塑料排水板处理软土地基的工程质量监理做出了积极的探索。     

沿海地区机场跑道联合软基处理方案

针对某沿海地区机场跑道的软基加固处理工程,采用了"塑料排水板+强夯+冲击碾压"相结合的联合处理方案。"塑料排水板+强夯"对地面下2～8m范围内软基加固有较明显效果,但是在地面下2m范围内由于强夯扰动土体,加固效果不明显。故在强夯后采用冲击碾压法,以提高浅层土体的强度与刚度。处理后的测试结果表明"塑料排水板+强夯+冲击碾压"处理方案对加固饱和软土地基效果良好。     

超载预压处理深厚软土地基的现场试验研究

通过收集和整理厦门某港区试验区的长期监测数据,总结分析软土地基在超压荷载作用下的沉降变化规律、分层沉降变化规律;设置不同工况检验塑料排水板的打设和加载方式对沉降的影响;同时对超载预压法处理深厚软土地基的加固效果作出评价.试验表明：预压荷载越大,最大固结沉降速率线性增大;预压阶段,发生沉降的主要是打设有塑料排水板的软土区域,软土层的沉降占累计总沉降的70％左右;塑料排水板的打设对超载预压法处理深厚软土地基具有显著的加速效果.     

排水预压法加固某高速公路软基效果的工程实例分析

以某高速公路应用塑料排水板堆载预压法处理深层软基为例,通过监测对加固效果进行了分析。结果表明：加固后,土体的十字板剪切强度提高了40%,含水率大为减少;堆载结束后80 d内土体固结度达到90%以上,且土体的沉降趋于稳定,加固深度在15 m以上,加固效果明显。应用塑料排水板堆载预压法处理深厚层软土,可以加快软土的沉降速率,缩短工期,降低成本,是一种即经济又合理的地基处理方法。     

循环荷载下结构性软土变形预测

为探讨天津滨海新区典型软土的循环变形特性,采用不排水循环三轴试验,结合扰动状态概念,在考虑土体结构屈服压力基础上,提出了一种能考虑土体在循环荷载作用下结构逐渐破坏的扰动函数,建立了一种反映土体在循环荷载作用下土体结构破坏的塑性变形经验公式,并通过动三轴试验结果对所提经验公式进行了检验.分析结果表明:结构性软土在循环荷载...     

塑料排水板加固高速公路软土路基效果分析

以河北沿海高速公路软土路基塑料排水板超载预压法处理深厚软基的试验结果为基础,对用该方法处理深厚软基的沉降、孔隙水压力、及深层水平位移的变化规律及固结系数进行了分析。     

路堤荷载下软土地基蠕变变形性状预测及分析

根据软土的蠕变特性,以有限单元法为分析手段,选用Plaxis软件中能考虑土体黏弹塑性特征的SSC模型,模拟了路堤荷载下软土地基长期变形的过程及性状,同时作为对比,采用不考虑时间效应的SS模型模拟了该问题。计算结果表明,由SSC模型计算的软土地基的沉降、孔压随时间的变化规律均较为合理,而简单弹塑性模型SS的结果则会低估变形水平。此外,SSC模型中的修正蠕变系数μ*对软基长期变形曲线的影响较大。说明今后在预测分析路堤荷载下软土地基的长期变形时,合理考虑软土蠕变特性的关键必要性。     

桥梁工程中软土路基的处治措施

软土地基病害处理不及时或处理方法不当,都会造成道路出现不同程度的沉降,甚至整个路基出现破损现象.主要的处治方法有换填法、抛石挤淤法、强夯法、灌浆法和塑料排水板.对桥梁工程施工中软土地基具体的处治措施进行探讨,对于提高该段桥梁路基的整体稳定性和承载能力具有指导意义.     

严寒地区软塑粘土地层大断面浅埋隧道施工方案

东北隧道围岩大部分为粘性土,局部见砂层,部分地段含水量较高,围岩呈软可塑状态,自稳能力差。针对此特点,通过模型试验、室内理论分析和现场试验测试,系统研究比较了几种典型大断面隧道施工方案,选取了适合严寒地区大断面软塑粘土隧道施工的方法,并通过施工实践对隧道施工技术、施工工艺进行了深入研究和探讨,总结了一套严寒地区大断面浅埋软塑粘土隧道快速安全的施工技术。     

湿软土基地段U型槽式结构应用技术

以广东佛山市某一U型槽式结构在湿软土基地段应用为背景,介绍该U型槽结构构造及软基处理方式,给出该工程防排水的设计要点,探讨湿软土地基U型槽结构的计算模型,分析不设置抗拔桩时U型槽结构的受力和变形特点.实践表明,U型槽式结构对于沿海湿软土基地段是适用的、安全的、经济的,值得推广.