高路堤荷载下压实黄土的次固结变形研究

针对黄土地区高路堤由次固结变形引起过大的工后沉降的问题,通过一系列的一维固结试验,研究了压实黄土的次固结特性,分析了固结压力、固结时间和超载比对次固结的影响,以及不同加载时间间隔情况下对次固结变形量的影响.结果表明:当处于正常固结状态时,随着固结压力的增大,压实黄土的次固结系数逐渐减小并趋于稳定;超载预压处理在一定压力范围内不但可以大大减小压实黄土的次固结速率,还使得次固结发生的时间推迟.而当压力超过预固结压力值后,这种处理效应便会消失;次固结系数与压缩指数具有很好的相关性.此外,在主固结完成后次固结才产生的假定下,结合试验结果提出了适合黄土地区高路堤由次固结变形引起的工后沉降的计算方法,并结合实体工程对其适用性加以验证.     

天津地区海相软土的固结特性分析

对天津附近软土,进行了高压固结和一般固结试验,探讨了原状和重塑软土的主次固结变形特性,研究了软土的固结系数,固结压力、孔隙比、压缩指数分别对次固结系数的影响关系.结果表明:根据软土在固结过程中的沉降量与时间关系曲线可确定主次固结界限.在同一固结压力下,原状土的主次固结系数均要大于重塑土.每级加载持续时间长的一般固结试验得到的次固结系数值要小于时间短的高压固结得到的Cα值.次固结系数与孔隙比呈反向关系,孔隙比e与次固结系数Cα满足四次多项式关系.在高压固结试验中,压缩指数与次固结系数大体满足线性关系,原状软土Cα与压缩指数Cc的比值近似为0.019 4, 重塑软土Cα与Cα的比值近似为0.0210.     

室内与现场反演固结系数差异特征与原因分析

以连云港临海高等级公路工程现场地勘和沉降数据为基础,对基于沉降数据的反演分析法、孔压静力触探和室内试验所得固结系数进行对比,结果表明孔压静力触探和沉降曲线反演法所得固结系数处于同一数量级,而室内固结试验所得固结系数比反演法小1~2个数量级。从土样扰动、各向异性和固结模式方面分析,反演法和室内固结试验所得固结系数差异的产生原因为天然沉积软黏土具有结构性,室内试验所得固结系数与应力水平和取样扰动程度密切相关;天然沉积软黏土具有各向异性的特征,水平与竖向固结系数存在较大差异;根据沉降数据将二维固结简化为一维固结进行反演分析,会产生反演的固结系数放大效应。     

软土的固结状态对抗剪强度影响的研究

排水固结法处理软土地基的主要目的是加速软土的排水固结,保证路堤填土加载与地基土抗剪强度的增长相匹配,减少工后沉降。为此,需要研究软土固结度对抗剪强度的影响,研究成果为区域性软基的设计和施工提供依据。通过直剪试验和单向压缩固结试验,研究了固结压力为100kPa时,软土抗剪强度及抗剪强度指标与固结度之间的关系。试验结果表明:当固结度小于20%时,固结度的变化对抗剪强度影响不大;当固结度大于20%时,不同法向应力作用下抗剪强度随固结度的增大而增大,基本上呈线性的增长关系;在同一固结度下,增大法向应力对抗剪强度的增加影响较小;区域软土内摩擦角随固结度的增加,总体上有所增加,在增加的过程有起伏,规律性不明显;黏聚力随固结度的增加而增大,当固结度较大时,增加较明显。     

硬壳层软土地基一维固结特性研究

基于一维太沙基固结理论,得出瞬时加载条件下双层地基一维固结解析解答,编制了瞬时加载、单面排水的双层地基一维固结计算程序,通过计算程序分析了硬壳层与软土层各固结参数对Us-t以及Up-t的影响规律,对比各种计算双层地基平均固结度的简化方法,结合计算实例说明采用双层地基固结理论计算平均固结度的必要性。     

考虑土体渗透性径向变化的砂井地基数值模拟分析

土体渗透性是影响砂井地基固结的重要因素。为研究复杂条件下砂井地基的固结性状,通过编制用户子程序在ABAQUS中建立了渗透系数沿径向变化的砂井地基固结计算数值模型,对固结过程中的孔压分布及固结性状进行了研究。结果表明:渗透系数在径向上的变化情况会对砂井固结性状产生很大的影响。假定涂抹区渗透系数为常数时固结速率最慢;假定涂抹区渗透系数呈抛物线变化时固结速率最快;而假定涂抹区渗透系数呈线性变化时固结速率介于以上两种情况之间。此外,砂井地基的固结性状还受排水条件和土层特性等因素的影响。     

饱和土体一维大变形固结理论研究

基于连续介质力学中关于大变形的理论，结合土力学的基本原理，建立了一个以位移为变量的一维大变形固结方程，在此基础上分析了太沙基关于固结的思想，坦步研究了大变形时饱和软粘的固结性状，给出了大变形固结理论与常规小变形固结理论在描述方法构关系、固结系 不同，了一变形固结的计算方法。     

公路软基次固结及其工程意义探讨

从排水问题入手,在对次固结的定义、变形机理以及次固结的影响因素进行了探讨的基础上,结合次固结的工程意义,对主、次固结的区分以及室内次固结系数应用于实际工程的适用性等问题进行了论述,有助于对次固结问题及公路软基工后沉降问题的进一步认识。     

吹填土固结速度影响因素的分析

对吹填土固结的三个过程——主固结、次固结和干燥,从微观结构探讨了主固结速度的影响因素。主固结速度的影响因素主要有:双电层厚度,吹填土的渗透特性,电位势,土水势,粒间作用力。     

寒区湿地软土抗剪强度特征试验研究

针对寒区湿地公路软土地基在路堤填筑分级加载作用下的稳定性问题,为采用理论计算方法研究寒区湿地软土地基稳定性提供必要的计算参数,采集原状土,对寒区湿地两层软土进行三轴试验和直剪试验。研究寒区湿地软土在5个不同固结压力和3个不同固结度下主应力差与轴向应变关系的变化,以及5个不同固结压力和6个固结度下抗剪强度指标和抗剪强度的变化。试验结果表明:采用不排水剪,第1层软土的应力-应变关系呈现典型的加工硬化特征,第2层软土的则接近于理想塑性。在相同的应变下,随着固结压力和固结度的增加偏应力逐渐增大;抗剪强度随固结压力和固结度的增加而增大。粘聚力c在固结度U<20%时,随固结度的增加而减小;固结度U>20%,总体上随固结度的增加而增大。内摩擦角φ随着固结度的增大有所增加,但规律性不很明显。     

温州软粘土次固结变形特性试验研究

为了研究取土仪器、取样深度、软粘土类型、固结压力及压缩指数等对次固结系数Cα的影响,对温州软粘土进行了室内一维固结(蠕变)试验,结果表明:1)取土仪器所产生的扰动影响将降低土体次固结系数;2)当固结压力达到一定值时,次固结系数与土体取样深度无关;3)不同类型的软粘土在不同固结压力下土体次固结系数表现出不同的变化特性;4)次固结系数与压缩指数之比Cα/Cc大致在0.025～0.043之间。通过本次室内试验及结果分析,可为后续预估工程次固结沉降提供理论基础,并对在类似地基上建造的工程具有一定借鉴意义。     

一维固结变形理论参数的试验分析

通过对原状土样及重塑土样的一维固结及渗透试验分析,对一维固结变形理论中的有关试验参数进了系统试验分析。探索了土体侧压力系数在固结过程中的变化规律,发现对正常固结土存在一临界固结压力,当固结压力大于该值时,土体的变形以次固结变形为主;通过对渗透系数的变化进行分析,表明土体结构对渗透系数有较大影响,且提出了渗透系数的计算公式;同时利用割线模量法给出了地基沉降的计算公式。在此基础上,对固结系数的算法进行了有益的尝试,并将之与传统方法进行对比,提出了一种固结沉降计算新方法。最后,通过工程实例,验证了研究成果的可靠性。     

弥勒非低矮路基超固结膨胀土地基沉降特征

为研究非低矮路基下超固结原状膨胀土地基沉降特征,针对弥勒超固结膨胀土地区路基下地基的物理力学特性与沉降变形特征,开展了一系列原状膨胀土分级连续加载K₀固结试验以及现场路基填筑试验,并长期监测路基下地表沉降与路基下地基分层沉降。对比分析天然地基与CFG桩加固地基的沉降特征,地基中的超固结土与正常固结土的分界面深度随路基荷载增大的变化规律及其对地基沉降量的影响。分别采用正常固结法和超固结法计算地基沉降量,并与实测结果进行对比分析,对沉降计算方法进行了深入讨论。研究结果表明：CFG桩加固处理深度应超过超固结土层分布深度,否则与天然地基相比,控制沉降的效果并不明显;超固结沉降计算方法的计算精度明显高于目前设计常用的正常固结沉降计算方法（超固结计算方法的修正系数为0.531,正常固结计算方法的修正系数为0.351）,超固结算法-正常固结算法修正系数比随土层深度递减的趋势可用于反映超固结土层的加固处理情况;在路基工程设计中,对于路基荷载下的超固结膨胀土地基,建议采用超固结法沉降计算方法进行沉降分析;在地基加固处理时也应充分利用原状膨胀土的超固结特性,从而在该类地基加固设计中有效降低工程成本。     

泥炭的微观结构及工程性质

从泥炭的微观结构分析入手,研究了泥炭的性质及特点,包括含水性质、强度性质、固结及次固结性质。通过对苏州泥炭、连云港淤泥、南通淤泥质土3种不同性质的软土进行固结试验,分析了泥炭地基与一般软土地基沉降速率的差别。提出了“次主沉降比”的概念和计算式,采用次主沉降比来确定次固结沉降与主固结沉降的比例。次固结系数与土的次主沉降比有一定关系,对于次主沉降比小于1的土,次固结系数变化很小,可以忽略不计;随着次主沉降比的增大,次固结系数的变化也增大。为了使沉降计算更可靠,建议泥炭地基的沉降计算采用平均次固结系数。     

成层非均质地基一维固结方程半解析求解

针对成层地基和变荷载下非均质地基固结研究不成熟的问题，首先获得了土体渗透系数和压缩系数均随深度任意变化的成层非均质地基一维固结方程及其半解析解和计算程序;然后以渗透系数和压缩系数是深度的多项式函数的非均质地基为例，对多层非均质地基的一维固结性状进行了研究;最后通过典型的算例，对多层地基的一维非均质固结性状与一维非线性固结性状进行了分析比较.研究结果表明：采用非均质假定的结果与传统的太沙基固结理论有很大差别，固结系数不是决定固结性状的惟一土性参数.     

变荷载下悬浮TDM桩复合地基固结分析

T形水泥土搅拌（TDM）桩是具有扩大头的变直径搅拌桩，T形水泥土搅拌桩复合地基的固结机理较传统的等直径水泥土搅拌桩复合地基复杂得多，固结计算也更为困难。为了获得悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的固结计算模型，基于加固区桩-土等竖向应变假设，推导出变荷载作用下悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的一维固结控制方程和求解条件。将固结方程和求解条件进行函数变换，利用3层地基一维固结理论建立单级加荷条件下T形水泥土搅拌桩复合地基的固结解析解，包括加固区、桩间土和下卧层土中的平均超静孔隙水压力解答和复合地基整体平均固结度解答。然后，通过与固结度有限元数值计算结果的对比，验证固结解析解的合理性。最后，利用固结度解析解对影响复合地基固结速率的主要因素进行分析，研究悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的固结特性。研究结果表明：复合地基固结度的解析解与有限元数值解较为一致；悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的固结速率随水泥土搅拌桩贯入比、压缩模量、下部小直径搅拌桩的置换率以及下卧层土压缩模量的增加而增大，搅拌桩贯入比、下卧层的刚度对复合地基固结速率的影响更为显著；扩大头尺寸和刚度的变化对T形水泥土搅拌桩复合地基固结速率的影响很小。     

高含水量重塑土固结系数变化规律探讨

固结系数不是一个定值,而是随着含水量的变化而有显著变化。通过不同区域、不同含水率重塑土固结试验研究,探讨固结系数与含水量的对应关系,对比分析不同状态土固结系数的差异。     

CFG桩复合地基固结规律研究

根据双层地基理论,推导了未打穿软土层的CFG桩复合地基一维固结解析解,获得了路堤荷载下,单级匀速加载时地基中的孔压分布及地基的平均固结度、加固区固结度、下卧层固结度计算公式,并据此编制计算程序,分析了桩体刚度及复合地基置换率对CFG桩复合地基固结度的影响,有助于加深对CFG桩复合地基的固结特性的认识。     

天然沉积亚砂土固结特性研究

大量室内外试验研究清楚表明亚砂土在粒度分布、强度特性、压缩性和塑性图等方面与一般粘性土完全不同,因此室内固结试验所得到的天然沉积亚砂土的固结系数与一般粘性土固结系数基本相同是明显不合理的。文章基于竖向排水体饱和土地基固结理论解答,提出了考虑地基排水井加固区下卧层修正沉降数据反演地基固结特性的计算方法。比较了室内实验数据与相关现场反演计算参数,得出了反演分析固结系数相对高出室内固结试验成果2个数量级。运用这一成果,预测路堤中线下地基固结沉降历时曲线与实测沉降曲线很好吻合。     

结合梁斜拉桥塔梁临时固结装置研究

该文以结合梁斜拉桥施工过程中的临时固结装置为研究对象,剖析了结合梁斜拉桥施工和临时固结装置的关系,论述了临时固结装置在施工过程中的重要性,总结了结合梁斜拉桥施工过程中临时固结装置设计的一般原理和方法,最后介绍了两个有特点的结合梁斜拉桥临时固结装置的应用实例。