扁铲侧胀试验在天津某工程勘察中的运用

介绍了扁铲侧胀试验的工作原理、标定的方法以及数据的处理。结合天津某工程实例,根据扁铲侧胀试验数据对土类指数ID进行了计算,并对比静力触探试验参数对地层进行了划分,同时对静止侧压力系数K0进行了不同公式的计算。通过室内试验和三个经验公式的对比,分析了差异点的原因并给出了针对该工程的经验公式。     

盾构管片设计中静止土压力系数选取的探讨

研究目的:静止土压力系数是盾构隧道管片结构设计的重要参数之一。在饱和软土地区进行盾构管片配筋设计时,由于地勘资料提供的静止土压力系数较小,有时会出现配筋量过大甚至难以配筋的情况。本文通过现场实测和室内试验开展对静止土压力系数的研究,为饱和软土地区盾构管片设计中静止土压力系数选取提供参考。研究结论:(1)室内试验测定静止土压力系数时,对于粉质黏土,初期侧压力系数较大,随加载时间的增加,侧压力系数逐渐减小并趋于稳定;而对砂性土,侧压力系数随加载时间变化不大;(2)现场实测静止土压力系数明显大于室内试验所测静止土压力系数固结稳定后的值,更接近于室内静止土压力系数初始值;(3)由于土体的卸荷作用,盾构施工后的静止土压力系数会有所增大;(4)水土合算法与水土分算法计算侧压力时应采用不同的侧向压力系数,建议该工程地区黏性土静止土压力系数水土分算时取0. 5,水土合算时取0. 7;砂性土采用分算法,依据地勘资料取其侧压力系数;(5)本研究成果可应用于盾构管片结构设计中静止土压力系数的选取。     

扁铲侧胀试验测定静止侧压力系数的探讨

研究目的:目前利用扁铲侧胀试验确定土层静止侧压力系数方法主要包括基于Mindlin解与弹性理论推导的理论公式法和基于试验数据建立的经验公式法。通过本次研究,拟确定上述两种方法中哪一种方法计算的土层静止侧压力系数更加准确,以利于在今后工程勘察中应用。研究结论:(1)基于Mindlin解和弹性理论推导的理论公式是线性的,其结果随角点应力与中心点应力的比值不同而不同,不易确定;(2)基于试验数据建立的经验关系式是非线性的,符合土体是非弹性体的特性,而且不同地区、不同成因的土层存在差异性,因此基于试验数据建立的经验关系式更适合工程实际;(3)本研究成果可供铁路、地铁、公路等工程勘察中获取土层静止土压力系数借鉴参考。     

淤泥质土封闭作用下侧压力试验研究

天然软土上覆的硬壳层对其下的软土具有封闭作用,会改变其下软土层侧压力分布及传递规律。为探究封闭作用下淤泥质土侧向土压力特性,通过模拟3种不同工况的室内试验,研究含水率、加载方式、硬壳层完整性对侧压力竖向分布规律,侧压力系数及横向传递特性的影响。试验结果表明:侧向土压力沿深度呈上段抛物线、下段近似直线的半抛物线形分布,其半抛物线趋势受含水率、荷载等级的影响;侧压力系数在一定范围内随深度增加,之后趋于稳定,受含水率影响不大。该结果证明,封闭状态下淤泥质土侧向受荷性能具有类似流体的性质,从工程安全角度考虑,设计时可将封闭状态下淤泥质土侧压力系数取为1。同时,硬壳层完整性对淤泥土中应力传递具有一定影响。     

原位测试在地铁勘察岩土参数求取中的应用

以太原地铁2号线为例,运用标准贯入、静力触探、旁压、扁铲侧胀、十字板剪切等多种原位测试方法,求取岩土体的静止侧压力系数、基床系数、地基土承载力、变形模量等岩土力学参数,结合室内试验成果及规范和经验值,综合确定岩土参数建议值。     

静止侧压力系数测试方法的探讨

通过试验数据分析,研究应用应变控制式静三轴仪测定静止侧压力系数的方法,并评价其可靠性和准确性。     

基于椭球体理论的低含水率砂层隧道松动土压力研究

为研究低含水率砂层隧道土拱效应下的破坏模式与松动土压力，自制试验装置开展低含水率条件下Trapdoor试验，利用PIV技术得出破坏模式；分析主应力偏转对侧压力系数的影响。基于椭球体理论，考虑松动区内竖向荷载梯形分布形式与表观黏聚力作用，推导不同土拱效应发挥程度下隧道松动土压力计算公式。研究结果表明，表观黏聚力使模型试验最终滑动面呈现椭圆状，与Terzaghi假设的竖直面存在差别；φ为常数时，K值与埋深正相关，随土拱效应发挥程度增大而增大；土拱效应的发挥程度与埋深成正相关，相同埋深下，K随φ增大而减小，利用本文公式计算出K随φ值变化在0.2～0.7之间。算例表明，相同埋深时松动土压力在不同含水率下随土拱效应发挥呈递减趋势，体现出表观黏聚力随土体饱和度变化规律。     

利用有效应力铲求解静止土压力系数研究

研究目的:静止土压力系数是地基土的一项重要的力学指标,确定静止土压力系数的关键是获取地基土原位状态下的水平有效应力。通过本研究,研制可同步测试土的水平总应力和孔隙水压力的有效应力铲,并拟建立有效应力铲试验确定静止土压力系数的方法。研究结论:(1)有效应力铲试验测定的水平总应力是沿铲面分布的平均值,铲面中心点处孔压测量值是超孔压分布的最小值;(2)随着孔隙水压力消散,铲面周围土体产生排水固结,导致有效应力增大;(3)与其他试验手段相比,采用有效应力铲试验贯入值计算的静止土压力系数一致性和相关性较好。     

宁波市区扁铲侧胀I_D与静止侧压力K_0相关性研究

根据扁铲侧胀试验的原理,以弹性理论中的Mindlin解为基础,考虑了土性指数I_D的影响,推导出宁波市区由扁铲侧胀试验成果估算静止侧压力系数K_0的表达式。用宁波轨道交通2号线勘察工程的实际资料进行验证,该经验公式基本满足宁波市区的工程应用。     

地铁车站深基坑卸荷回弹影响深度的试验

针对地铁车站超深基坑开挖坑内隆起的预估分析,在静止侧压力系数室内试验仪上对上海的土层土样进行加荷-卸荷试验模拟基坑的开挖。通过对试验数据的进一步分析整理,采用侧向应力松弛法以及卸荷比与回弹模量的关系规律来研究基坑开挖回弹的规律,以便在地铁车站超深基坑开挖中采用合适的工程措施,从而保证工程的安全,并为其他工程应用提供借鉴和参考。     

K30试验在深圳地铁岩土工程勘察中的应用

研究目的：通过深圳地铁3号线现场K30试验方法,对比分析K30试验与标准贯入试验、旁压试验、室内试验等测试结果,探索各测试结果间的关联,以期供类似工程勘察借鉴。研究方法：运用K30试验方法,测试土层基床系数,并与标准贯入试验、旁压试验、室内试验等测试结果进行对比分析。研究结论：K30试验稳定性较好,地基土的基床系数宜采用K30试验方法获取;在实际勘察过程中,当不具备进行K30试验条件时,建议采用标准贯入试验、旁压试验近似代替K30试验,将测试结果结合规范及工程经验修正后提供设计;室内试验测取得的基床系数（Kv）比K30试验测得的基床系数（Kv）偏小,不宜直接提供设计。     

黄土塬区浅埋大断面隧道掌子面失稳机理研究

研究目的:高速铁路以隧道形式穿越黄土塬区时,受地下水位高、含水量大、围岩分级高、浅埋段距离长等特点的影响,隧道掘进施工中掌子面失稳及坍塌风险高。大断面黄土隧道掌子面稳定分析中,大都集中在浅埋短距离隧道的横向二维问题上,很少提到浅埋长距离隧道的纵向变形和掌子面超前稳定问题。研究结论:(1)针对黄土塬区大断面隧道掘进施工中掌子面失稳及坍塌风险,建立了利用Terzaghi松动土压力理论的三维修正分析模型,推导出了浅埋长距离隧道掘进施工中掌子面稳定性的计算公式;(2)研究了黄土隧道三台阶预留核心土工法施工中掌子面稳定性与黄土含水量之间的关系,提出了黄土塬隧道掌子面施工稳定含水量界限参考值为20%,针对性地提出了安全预防措施;(3)该研究成果可有效指导黄土塬区浅埋慢坡隧道掌子面安全施工,为浅埋长距离隧道的纵向变形和掌子面超前稳定分析和安全控制提供理论依据。     

劈裂注浆浆液走势与不同压力下土体位移试验研究

铁路提速线路湿陷性黄土路基病害治理对于保证列车行车安全具有重要意义。本文对既有线黄土路基病害进行室内模拟试验研究,研究劈裂注浆浆脉形成的原因、机理、经历阶段、不同压力下注浆后路基土体位移情况、浆脉走势,得出拟合公式,并通过室内土层注浆试验装置对理论分析进行验证。实验结果表明:湿陷性黄土路基在注浆压力为0.3～0.5MPa下很难出现二次劈裂;劈裂注浆中起主要作用的是填充效应、挤压效应、骨架效应;周围土体中细小浆液形成的浆液管道也起着不可忽略的作用,且形成的浆脉属张开型裂缝。     

双线隧道提速后的瞬变压力及缓解措施

研究目的:通过计算,分析我国双线隧道中存在的瞬变压力问题,并提出相应的缓解措施。研究方法:以兰武二线中的双线隧道为例,采用公式法和M atlab多项式拟合出列车速度与最大瞬变压力的关系曲线。研究结果:计算结果表明:在上古浪峡隧道中,当列车速度超过145 km/h时,瞬变压力不能满足旅客乘车的“舒适度”标准。研究结论:提速后,我国既有线上一些双线隧道的瞬变压力不能满足旅客乘车的“舒适度”标准。在以后的建设中,应根据具体情况采取主动或被动缓解措施。     

土工格栅减小路堤支挡结构土压力的理论分析

研究目的:本文研究土工格栅减小路堤支挡结构土压力的工程技术,并探讨理论计算方法。研究方法:从力多边形出发,假定土工格栅同时发挥其抗拉强度,采用理论分析的方法进行土工格栅减小路堤支挡结构土压力的工程技术研究。研究结果:通过理论分析,获得了土工格栅减小路堤支挡结构土压力的理论计算方法。研究结论:本文提出的加设土工格栅路肩式桩板墙上破裂角与主动总土压力计算方法简单,具有较强的实用价值;对于较高的路肩式桩板墙可采用在填料中铺设土工格栅的方法减小土压力,进而减小桩身截面与挡土板厚度;填料宜采用不易风化的硬质岩石材料;土工格栅的铺设位置应在填方下偏中上部,具体应按其抗拉强度与破裂面内填料提供的摩擦阻力来确定;建议今后应在其布置、间距、变形特性等方面作进一步研究,使得实际与理论更相符合。     

土质地层中隧道上覆荷载计算研究

在隧道结构计算分析时,如何计算确定作用在隧道结构上的上覆荷载的大小及分布是设计的关键。对于土质地层中的隧道,埋深较浅时上覆荷载计算时常采用全部覆土重量,而当土层较厚,隧道埋深较大时通常会采用太沙基公式、普氏压力拱理论公式及隧道设计规范公式等,这些公式在选用时尚存在一些问题,通过对比隧道在土质地层中几种公式计算的上覆荷载规律,分析各计算公式存在的问题,加以改进推导出了隧道在土质地层中竖向荷载的建议计算公式,并通过全国各地区实测数据加以验证。研究结果可为类似条件下工程的设计提供借鉴和参考。     

路基工后沉降控制技术在秦沈客运专线的应用

研究目的：本文对软土及松软土路基工后沉降控制技术进行探讨和总结，为今后修建类似铁路提供参考和经验。 研究方法：结合秦沈客运专线路基工后沉降控制情况，详细分析并确定了适合客运专线软土及松软土路基的设计计算基本程序；探讨了沉降观测方法、观测精度、频率及由实测的沉降资料进行未来沉降预测的方法。 研究结果：提出了软土及松软土路基工后沉降控制技术及动态设计的基本步骤。 研究结论：运用软土及松软土路基工后沉降控制技术，能够对路基工后沉降和沉降速率进行精确控制。     

斜坡软弱地基填方工程特性及工程技术研究

研究目的:斜坡软弱地基填方工程是西南山区铁路、公路、城镇建设中经常遇到的工程问题之一,是工程建设突出的薄弱环节,斜坡软弱地基填方工程特性及其工程技术需要研究。研究方法:作者及其课题组采用数值分析、离心模型试验、现场测试、综合分析等手段,系统研究了斜坡软弱地基填方工程特性及斜坡软弱地基填方工程技术。研究结果:基于变形控制理念,提出斜坡软弱地基填方稳定当量安全系数建议值和以限制斜坡软弱地基水平变形为核心的斜坡软弱地基填方工程设计原则意见。研究结论:基于变形控制的思想,在采用安全系数法对斜坡软弱地基的稳定性进行评价分析的基础上,应充分考虑斜坡软弱地基变形特性的因素,适当提高路堤稳定安全系数取值,以使斜坡软弱地基具有与水平软弱地基相当的稳定程度。在斜坡地基上填筑路堤,要查明地基土体的可压缩特性和基底横坡;为保证斜坡软弱地基路堤的稳定性,应采取限制斜坡地基水平变形的措施。     

挤密桩复合地基原位测试检测方案

研究目的:要准确判断挤密桩处理地基的效果,就需要选择一种有效的方法进行测试。本文介绍的原位测试检测方法是在施工现场进行的一种检测方法。研究方法:原位测试是在挤密桩固化前进行静力触探测试,通过桩体不同固化材料的对比试验确定桩体比贯入阻力值和桩间土的比贯入阻力值的关系,利用这种对比关系便可进行施工过程的复合地基质量检测和控制。研究结果:文章就相对关系的建立和检测的程序、时间等都做了比较详细的说明,其中桩体比贯入阻力值的测试时间应先经室内试验,再经现场试验来确定,桩间土的比贯入阻力值则一般在成桩5~15 d内进行。原位测试方法速度快、费用低,可提高检测的频数,利于全面质量控制,且对桩的破坏很小。该方法目前已在郑西ZXZQ04标工艺试验中得到应用。研究结论:挤密桩复合地基原位测试检测方法简便、准确,符合现场实际情况,希望得到推广。