某大型填海造地工程的一维固结沉降数值分析

摘要：针对某大型填海造地工程,基于太沙基一维固结理论的数值计算方法,进行整个场区的固结沉降的数值分析,分析填海造地工程中软土地基的沉降,绘制整个场区的工后残余沉降图并预测其沉降发展趋势。限于国内实验仪器的测量精度误差,针对一维沉降影响较大的力学参数进行必要的敏感性分析,得出一维计算中主要参数对沉降结果的影响规律。分析结果表明：基于太沙基固结理论的一维岩土固结沉降分析方法能够较好地得到整个场区的工后残余沉降分布。该计算分析方法对于预测填海造地工程场区的沉降具有一定参考价值。     

预压软土地基对超长群桩承载性状的影响

建立超长桩和土体共同作用的三维非线性有限元数值模型,采用预压排水固结法研究软土地基预压后超长桩的承载特性,分析地基土固结沉降、桩身侧摩阻力、桩顶位移-荷载曲线和桩身轴力的变化规律。通过运用控制变量法对预压时间和预压荷载以及不同土质的预压效果进行分析,对比分析单桩与群桩对预压效果的敏感度,并分析固结度对超长桩承载性状的影响。结果表明:预压能较好地改善地基、提高超长群桩的承载能力。增大预压荷载,可增大土体的固结沉降和桩身侧摩阻力;延长预压时间,可提高桩身侧摩阻力,减小桩顶沉降和桩身轴力;预压对群桩的影响好于单桩;固结度越大,超长群桩承载性能越好;对于粉质黏土、黏土以及淤泥质粉质黏土,当预压时间分别达到90 d及180 d时,地基固结基本完成,预压不再改变土的力学指标。     

偏压固结软黏土循环特性试验研究

关于软黏土循环强度弱化的研究已经有了很多成果。然而在工程上为了削弱循环荷载对土体的影响,一般会采取打塑料排水板、堆载预压等软基处理手段来提高土体强度,从而减弱循环荷载对土体的弱化作用。以烟台港原状淤泥质粉质黏土为研究对象,通过室内动三轴试验,探究土体在静偏应力固结后累积孔压的发展规律和循环强度的弱化规律。根据孔压数据拟合出软黏土的孔压模型,再利用等效超固结比理论将孔压模型与强度弱化规律相结合,得到了适用于偏压固结之后整个动态循环过程的强度变化公式。     

某大型填海造地工程人工岛护岸结构固结沉降及蠕变数值分析*

为了分析填海造地工程中软基沉降的影响因素,运用岩土工程专业有限元分析软件PLAXIS,借鉴日本关西机场工程经验数据,采用软土蠕变模型,进行整个场区的固结沉降及其孔压消散数值模拟,绘制出不同基准期沉降及孔压分布图,对比分析不同深度地基土层孔压消散趋势,得出相应成果.此外,针对软土蠕变模型中的主要参数开展敏感性分析,总结其对沉降结果的影响规律,相应成果可为填海造地相关工程提供参考和指导.同时提出,蠕变指标的经验取值法尚未得到广泛应用,有待于进一步研究.     

多因素下滨海软黏土循环后强度弱化研究及应用

随着近海工程向深水化、大型化发展,波浪循环荷载作用下软黏土地基弱化问题越来越受到关注。文章以烟台港原状淤泥质黏土为研究对象,通过动三轴试验,研究了不同围压、动应力和静偏应力影响下循环后不排水抗剪强度弱化规律和应力路径发展规律。在此基础上考虑实际工程中的土体状况,增加了固结度这一新的影响因素。试验结果表明存在固结度临界动应力比0.2,当动应力比小于等于0.2时,固结度对于土体强度弱化的影响基本一致;当动应力比大于0.2时,固结度对于强度弱化的影响突然加速。根据试验规律建立了综合考虑围压、动应力、静偏应力和固结度的多因素影响下不排水抗剪强度弱化公式,并采用拟静力方法将公式应用于烟台港防波堤数值模型的计算中,结果表明考虑强度弱化效应的计算方法更加接近工程实际。     

滨海地区粉质黏土渗透特性试验

以上海第(6)层粉质黏土为例,研究了固结压力、各向异性及结构性对滨海地区粉质黏土渗透特性的影响,并通过电镜扫描(SEM)进行粉质黏土微观渗透机理的分析。研究表明,粉质黏土渗透系数随着固结压力增大而减小,粉质黏土水平方向的渗透性大于垂直方向;重塑土因受扰动渗透性反而变小。微观分析显示,固结压力增大使得土颗粒间的孔隙变小;垂直方向存在较多粒状聚体,而水平方向则以片状或板状聚体为主;重塑土受扰动后小颗粒填充了大孔隙。粉质黏土颗粒间的孔隙类型、接触方式等微观结构变化,是其宏观渗透性差异的根本原因。     

长江口地区考虑次固结的围堤工后沉降计算

针对长江口软土地区围堤工程工后沉降量预留往往不准的问题,对该区域淤泥质黏土进行了一系列一维固结试验,研究该地区软土的固结、次固结特性,探究该区域软土的压缩指数、次固结系数及次固结系数与荷载的关系。试验结果表明:长江口地区软土压缩指数小于典型上海软土的压缩指数;该地区软土具有明显的次固结特征,淤泥质黏土的次固结系数在0. 01～0. 025;次固结系数随着荷载的增大先增大后减小。提出了该地区考虑次固结沉降的围堤工后沉降预测方法。试验所得结果及工后沉降预测方法对长江口软土地区的围堤工程工后沉降分析具有一定的指导意义。     

吹填淤泥排水加固沉降计算的新方法

在大面积围填海造地工程中,随着施工技术的发展,利用吹填淤泥作为填料得到了大量的应用,而相应的沉降计算还无法满足实际需要,沉降量只能凭借经验预估。利用饱和土的水土二项性进行分析,通过计算土体加固前后含水率的变化,从而进一步计算土体的沉降量,得到沉降计算公式,并利用实际工程验证了计算公式的正确性。     

软黏土固结变形特性及数值模拟验证

软黏土在我国沿海地区广泛存在,且物理力学特性复杂.通过现场取样进行室内试验,研究土体的各种力学特性,并选取合适的参数进行数值计算,模拟模型试验中土体的固结变形及其演化规律,解释试验中的一些特殊现象,得到一些重要结论.在固结变形中,超软淤泥的特殊力学特性使得土体越渗越密,越密越难渗,表现出与其他土体不同的固结特性,因此,必须考虑土体渗透系数随土体孔隙比变化和土体非线性的力学特征等规律.     

由实测沉降数据反演洋山地区淤泥质黏土的固结系数

通过分析实测沉降—时间曲线,采用太沙基固结理论和指数曲线拟合法,对洋山深水港区广泛分布的淤泥质黏土的固结系数进行了反演,为港区后续工程地基沉降预测和加固设计提供了依据。     

基于Gibson 大变形固结方程的软基沉降预测方法

基于Gibson大变形固结方程,结合吹填淤泥高压固结试验成果,对简化该方程的3个假定条件进行了验证,在此基础上提出了分级荷载下双层软基沉降预测的大变形固结简化方法,将其应用于围海造陆工程吹填淤泥与原状淤泥双层软基沉降过程预测,结果表明:1)常规预压荷载(≤200 kPa)下,固结压力0～25 kPa与25～200 kPa范围内,吹填淤泥的孔隙比e与有效应力及渗透系数与(1+e)分别满足线性关系,大变形固结系数近似为常数;2)大变形固结简化方法预测的双层软基沉降曲线相比于经典固结理论,更接近于实测曲线,为软基沉降预测提供了一种简易实用的方法。     

海相饱和软土固结特性的研究

结合某工程实例,通过对海相饱和软土室内固结试验资料的分析,研究影响饱和软土固结特性的主要因素,如受压时间、压缩系数与压缩指数的关系、固结系数与固结压力的关系等。本研究结果表明,固结系数和次固结系数与固结压力相关,不宜采用快速固结法进行饱和软土固结试验。     

基于成长模型的吹填土软基沉降预测方法研究*

堆载预压和真空堆载联合预压处理吹填淤泥软基沉降变化规律与3种"S"型成长曲线变化规律相似。影响软基沉降发展规律的因素很多,3种成长曲线沉降预测模型仅反映了沉降发展规律中一种或几种信息特征,将各种单项预测模型进行组合,引入了变权"S"型成长曲线组合模型,结合围海造陆工程实例,对吹填淤泥软基沉降进行预测,结果表明:变权组合沉降预测模型预测未来沉降与实测值十分吻合,预测精度较单项模型高,采用该模型进行吹填淤泥软基沉降预测是可行的。     

人工岛施工监测*

根据工程地质勘察报告,某人工岛的施工区域内有淤泥质黏土、黏土、粉质黏土等软弱土质,且围堤堤身较高,工期紧,围堤和吹填施工速度快,施工速度不均匀,所以有必要对围堤地基和吹填区进行施工观测.工程通过分层沉降、深层位移、孔隙水压力等施工监测方法来指导和控制施工,有效预防地基和堤身发生滑动或产生过大位移变形,确保施工安全和使用要求.监测数据分析为类似工程提供了参考.     

某人工岛机场成层土地基沉降分析

以某人工岛机场项目为依托,分别采用经典土力学理论和有限单元法分析了成层土地基施工期沉降及工后沉降,为确定地基处理方案提供依据。通过计算结果对比分析,表明采用化引当量层法计算成层土地基一维固结沉降能够满足工程精度要求。     

数值模拟技术在微型贯入试验中的应用

在某工程现场微型贯入试验成果的基础上,将数值模拟方法应用到微型贯入试验中,并将数值模拟结果与现场微型贯入试验和室内试验的结果进行对比分析,从含水率、湿重度、微型贯入仪与土体间摩擦及其对贯入阻力的影响出发,验证现场微型贯入试验对淤泥质粘土试样的合理性,可供现场试验参考.     

吹填粉细砂动强度影响因素试验研究

针对汕头东部经济带吹填粉细砂,通过动三轴试验,研究粉粒含量、黏粒含量、初始相对密实度、固结应力、固结应力比对吹填粉细砂动强度的影响规律。试验结果表明,吹填粉细砂动强度随粉粒含量增加而降低,破坏振次相同时,粉粒含量为18%时的动强度为粉粒含量为0时的1/2。动强度在粉粒含量为6%～9%时降低幅度出现突变,相同破坏振次下,降低幅度约为22%。吹填粉细砂抗液化强度并不是随着黏粒含量的增加而单调增加的,临界黏粒含量值为12%。初始相对密实度对吹填粉细砂动强度影响较小。固结应力小于200 kPa时,吹填粉细砂动强度随固结应力的增加而增加;大于200 kPa时,试样已接近最小孔隙比,增加固结应力已不能增大试样密实度,动强度不再增加。当固结比小于2时,吹填粉细砂动强度随固结应力比的增加而增加。