长江口深水航道治理工程地基土动三轴试验研究综述

长江口导堤在建造期间遭到了强风暴的袭击,致使一部分沉箱结构发生了超量的沉降和位移.本文通过动三轴试验模拟了波浪荷载作用下地基强度特性的变化情况.试验结果显示,沉箱的过度沉陷和侧移主要是由于强风暴使得软黏土强度弱化所致.对排水板加堆载预压加固后的软土地基的强度特性进行了动三轴试验,结果表明加固后地基土抵抗强度弱化的能力大幅度提高,并在经受设计波浪荷载引起的动应力作用后,其强度仍能满足地基承载力要求.在加固的软土地基上对导堤进行了重建,重建后经历几次强风暴该导堤无损坏迹象,证明了试验结果的可靠性.     

波浪荷载作用下防波堤地基软化特性的试验研究

长江口防波堤在建造期间遭到了强热带风暴的袭击,致使一部分沉箱结构或沉入土中1~5 m,或偏移初始位置20m。本文通过动三轴试验模拟了波浪荷载作用下地基的变化情况,试验结果显示,沉箱的过度沉陷和侧移是由于强风暴使得软粘土强度弱化所引起的。根据试验结果,提出了竖向排水联合堆载预压的方法来加固软土地基,为证明该方法的有效性,在加固的软土地基上对防波堤进行了重建。重建后经历几次强风暴该防波堤无损坏迹象。     

波浪力作用下半圆体结构地基应力分析研究

长江口深水航道治理二期工程半圆体结构发生不同程度的沉陷,损坏的主要原因是由于在波浪动荷载作用下,地基土强度弱化以至破坏,但对波浪动荷载对软土地基弱化的机理和地基土中动静应力的关系没有充分认识和研究.文章试通过对工程现状和破坏形态的分析,从波浪作用下地基应力分布和动静应力的关系,结合土体动三轴试验,探索波浪动荷载对软土地基弱化的机理和判定结构破坏的标准.     

长江口深水航道治理二期工程地基土弱化特性的试验分析

长江口深水航道治理二期工程的某些结构物在一次寒潮大浪中发生了1．6m的沉降。为了探索地基发生过度沉降的原因，进行了动三轴试验，以研究地基土的强度弱化特性。试验结果表明，长江口软土在动荷载作用下可能发生很大的强度弱化。据此可以解释上部结构发生过度沉降的原因。     

长江口二期工程北导堤局部破坏的原因及对策

在2002年12月初的寒潮大浪作用下，长江口二期工程北导堤已安装的16个半圆型沉箱发生了严重的滑移和沉陷破坏。经现场调查、室内试验，明确了箱内填砂不足及流失是沉箱滑移的主要原因；地基土在波浪动荷载作用下的软化则是导致沉陷破坏的主要原因。经室内试验和现场试验、观测，证明了修改设计采用以对软粘土进行有限加固为主的对策措施是成功的。     

软粘土强度变化对防波堤稳定性影响分析

在地基软弱的离岸区域建造新港区,建筑物的失稳和破坏很大程度上与地基土体的承载能力有关。实际工程中,在软粘土地基上建造港工结构物大多会通过打设塑料排水板等对软土地基进行加固,如何科学的考虑软粘土地基抗剪强度的提升,最大限度的利用软粘土地基的承载能力,获得更为经济有效的工程设计施工方案,将是我国防波堤建设需要面对的重要研究课题之一。文章根据室内静三轴试验数据,研究不同荷载作用下软粘土强度变化规律,采用ABAQUS提供的接口对数值模型的土体材料属性进行二次开发,并结合实际工程,分析考虑软粘土强度变化后对沉箱式防波堤极限承载力的影响,计算结果表明:在竖向荷载作用下,由于软粘土抗剪强度的提升,防波堤安全系数提高了1.1,防波堤更加稳定安全;在水平波浪荷载作用下,结构的失稳主要受护肩和基床承载特性的影响,强度指标的提升对防波堤失稳影响较小。     

软基循环弱化效应时箱筒型基础防波堤稳定性分析

将基于D-P屈服准则的循环强度模型和由动三轴实验数据整理出的天津港软粘土循环强度曲线相结合,基于三维弹塑性有限元模型分析了循环波浪力引起的软基弱化作用对箱筒型基础防波堤结构稳定性的影响。由有限元计算结果可得出在考虑软基弱化作用时,天津港防波堤延伸工程中的箱筒型基础防波堤的稳定性下降约10%,且不对软土地基进行加固,结构稳定性仍满足。     

半圆型防波堤地基承载特性的有限元数值分析

半圆型防波堤是适用于软土地基的轻型重力式结构,地基承载特性是工程应用中需解决的重要问题。以大型通用有限元软件ABAQUS作为分析平台,建立了波浪荷载作用下半圆堤结构的弹塑性有限元分析模型。结合工程实例,分别参照地基极限承载力、结构允许变位判别标准对半圆堤的地基承载特性以及影响因素进行了有限元数值分析,并与汉森公式计算结果进行比较。结果表明:基于允许变位判别标准下的地基承载力分析结果相对安全,地基极限承载力计算的有限元结果与理论公式结果基本吻合,证实了汉森公式对半圆堤结构的适用性。进一步利用有限元方法分析了地基土强度、基础宽度、加固深度等因素对地基承载力的影响。     

考虑固结过程的软土地基承载力数值分析

深厚软黏土地基在受到上部结构传递的荷载作用时将会发生进一步固结,进而影响软土地基的承载特性,因此考虑荷载作用下软土地基的固结特性对地基承载力分析有重要意义。文章以室内静三轴试验所得软黏土抗剪强度指标c、φ随固结度和静偏应力变化规律为基础,利用大型有限元软件ABAQUS,通过用户子程序USDFLD对土体材料进行二次开发,建立考虑土体抗剪强度指标随固结度和静偏应力变化的有限元模型,进而对重力沉箱式防波堤软土地基承载力进行数值分析。有限元计算结果表明:静偏应力作用下地基土体发生进一步固结,土体固结度随时间增长而增大,抗剪强度指标出现明显增长。依据极限承载力、允许变位的判别标准分别对软土地基承载力进行分析:伴随着土体的不断固结,两种判别标准下的承载力安全系数均明显增大,且后者计算结果相对安全,建议采用允许变位的判别标准来计算实际工程中的承载力安全系数。     

南北导堤地基抗软化加固现场试验

长江口深水航道治理工作南北导堤地基中的软黏土在大风浪作用下,曾因黏土软化而使其上的沉箱发生较大沉降及位移,欲采用排水板预压的加固方案.为验证方案的抗软化能力能否满足要求,在大面积施工前进行此次现场试验与研究.通过对地基的沉降、孔隙水压力一年多的监测及加固前后十字板强度对比试验,其间又经过了几次台风考验,沉箱依然很稳定,以实测数据验证了抗软化加固方案是十分成功的.试验中创新地提出一种新的断面沉降监测方法,并首次将水下自动监测系统放在远离海岸的海底进行长期监测,监测效果非常理想.