不同固结度下软土的力学特性

在软土路基上修筑路堤的过程中,路基土抗剪强度指标的变化与路堤填筑时间和方式相关,考虑其间关系可以获得更安全、经济的填筑方法.通过一系列的三轴试验、直剪试验、固结试验,探讨了软土的抗剪强度随固结度的变化规律,对软土路基的安全填筑有一定指导价值.     

循环荷载作用后饱和软粘土抗剪强度变化规律的试验研究

在循环荷载作用下,软粘土的刚度、强度将发生衰减,从而导致加载后的地基承载力减小。通过GDS双向振动三轴仪对循环荷载作用后正常固结、超固结饱和软粘土的不排水抗剪强度变化规律进行研究,得到了一些有益的结果。     

饱和粘性土三轴剪切性状的试验研究

对常德地区的饱和粘性土试样进行了三轴不固结不排水剪切、固结不排水剪切和固结排水剪切试验,获得了该地区饱和粘性土三轴试验的抗剪强度指标,通过对强度指标的分析比较,得出三轴慢剪指标作为设计、施工参数更合理,为粘性土路基的设计和施工提供了依据.     

土工合成材料在软土地基中的应用

土工合成材料是应用于岩土工程的以高分子聚合物为原材料制成的各种产品的统称．土工合成材料种类有以下四大类：土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料．土工合成材料的性能指标一般可分为物理性能指标、力学性能指标、水力性能指标、土工合成材料与土相互作用指标及耐久性指标．土工合成材料用于加固软土地基主要起两种作用：一是起加筋补强作用，提高软土地基承载力．二是起排水固结作用，加速软土地基排水固结．土工合成材料的设计检算主要包括稳定性检算和复合地基承载力计算．京广客改武汉北编组站工程中运用土工格栅成功解决了软土地基病害问题．     

土工格室加固软弱地基模型试验研究

通过物理模型试验研究土工格室加筋土地基的承载力、变形特征及加筋格室参数对加固效果的影响,以确定土工格室加固路堤软弱地基的合理结构形式。研究结果表明:与无筋土地基比较,土工格室加筋垫层可以有效地扩散路堤等上部结构的荷载,降低地基中的剪应力,使软弱层的沉降曲线变得比较平缓,也对软弱地基的侧向变形产生了较大的约束作用,提高了地基的抗剪强度,增大了地基承载力;土工格室加筋位置影响地基加固效果,土工格室应布设在靠近软基顶面或地面线以上较低处,以达到较好的加固效果;加筋长度对软基加固效果也有一定影响;设计中宜将加筋布设在竖向附加应力扩散范围之内。     

剪切速率对黏土不排水强度影响的试验研究

通过三轴试验和直剪试验,研究了剪切速率对于饱和黏土三轴不排水抗剪强度与固结快剪强度的影响.对于固结不排水三轴试验结果分析表明,随着剪切速率的增加,三轴固结不排水强度和内摩擦角不断增大;随着剪切速率的增加,固结直剪强度和内摩擦角不断减小;固结压力较小时,剪切初期速率对于应力应变关系的影响较小;固结压力较大时,速率的影响更显著.     

CFG桩网复合地基桩土应力荷载比试验研究

在京沪高速铁路凤阳试验段用CFG桩网结构处理地基的实测数据的基础上,获得了柔性基础下桩帽顶、桩帽间土、四桩帽间形心处的应力及桩土应力比随荷载和固结时间的变化规律,并分析了桩土荷载分担比随固结时间的变化特性.现场试验结果表明:桩土应力比随荷载的增大而增大,基本呈线性关系;在荷载一定的情况下,桩土应力比随固结时间的变化不大;桩土应力比均值在4.0左右,地基土分担了约45%的路堤荷载.该研究成果可为中国高速铁路路堤下CFG桩网复合地基设计的参数取值提供实测依据.     

常州地区三轴试验参数分析与研究

在三轴固结不排水剪切试验CU中,针对依据莫尔-库仑破坏准则画出的应力差强度包线中的异常数据进行分析。通过孔隙水压力系数与土超固结特性的关系,确定超固结土在CU剪切过程中发生侧胀,从而造成孔隙水压力为负,影响有效应力圆的位置;通过对CU试验剪切过程中不同破坏标准的选择,确定应力强度包线的合适选择,从而确定总抗剪强度参数c、φ值与有效抗剪强度参数c'、φ'。     

碎石桩复合地基承载力探讨

研究目的:通过分析碎石桩复合地基承载力确定方法的不足,指出在饱和粘性土中碎石桩复合地基承载力计算式中引入桩土应力比的不全面性和应当考虑桩间土强度增长对复合地基承载力的影响。在此基础上,探讨初始复合地基承载力和在预压进程中复合地基承载力的确定方法,力求获得复合地基承载力随时间增长的动态计算公式。研究结论:对于散体材料桩体承载力的发挥依赖于桩间土的强度,两者为相关变量,因此碎石桩复合地基承载力可表示为桩间土抗剪强度的函数;碎石桩复合地基承载力是一动态变量,随桩间土强度增长而增长;给出预压进程中复合地基承载力随时间增长的动态计算公式,以便信息化施工。     

爆炸法处理深层软弱地基试验研究

试验将袋装排水沙井，堆截预压和深部爆炸加载相结合，使深层软弱地基中的爆炸作生压实和快速排水固结，达到高效加固地基的目的，分析了现场爆炸处理地基试验过程中孔隙水压力变化过程，地表沉降量，触探试验值，土样物理力学性质指标和压缩空腔的变化，认为深部饱和土中爆炸后瞬时峰值压力很大，而且在很长一段时间内仍保持较高孔隙水压力值，能产生长达3天的持久排水固结，与此同时地表沉降在爆后迅速发生，两次爆炸区的沉降量比一次爆炸大得多，由爆炸前后触探试验和土样物理力学性质实验对比，爆炸后土层强度指标有所提高，承载力提高20％，压缩模量提高了20％，另外炮孔内腔体积也扩大了9倍，试验证明用爆炸法处理深层软弱地其是有效的，成功的。     

时间对复合地基桩间土承载力的影响研究

结合青藏铁路西格段增建二线工程碎石桩复合地基工程实例,通过重型动力触探试验和桩间土承载力计算分析,研究了复合地基桩间土承载力随软土固结时间提高的特性,得到了动力触探曲线随时间变化的规律;理论分析了地基处理后瞬时桩间土承载力与处理前地基承载力的关系,得到了时间对桩间土承载力影响的规律,给碎石桩复合地基的处理效果提供评价依据,为碎石桩复合地基上层的路基施工提供科学指导.     

高裂度地震区铁路液化地基处理措施的试验研究

研究目的:玉蒙铁路通过通海湖相沉积盆地,以粉细砂和粉质黏土为主,属典型的地震液化地基。针对设计采用的碎石桩加固处理措施,通过动三轴试验研究粉细砂两种密实度和排水条件的液化强度,验证采用挤密排水法处理加固的可行性;采用振动台试验模拟地基液化的孔隙水压力随地震裂度的变化情况,从孔压比的变化验证地基抗液化能力。研究结论:(1)通过动三轴试验和振动台试验,验证了碎石桩复合地基对通海盆地的粉细砂液化地基加固的可行性;(2)碎石桩的挤密和排水作用对提高粉细砂液化地基抗液化强度效果明显;(3)地震荷载作用时,通海盆地粉细砂液化地基的液化范围主要是路堤坡脚以外的范围,而路堤内的地基的孔压比则远远低于0.8(通常认为液化的孔压比),没有液化;(4)通海盆地粉细砂液化地基发生液化时,坡脚外地基的孔压比随加载时间迅速增加;(5)对于液化地基上的路堤,复合地基的加固范围仍是一个需要研究的课题;(6)液化地基其它加固措施(如:水泥土搅拌桩、CFG桩等)的抗液化效果尚待进一步研究;(7)建议在坡脚外采用隔震措施,再进行深入研究。     

2011年中国铁道学会科学技术奖项目简介

项目名称：爆炸法加速深层软土地基排水固结试验研究与应用主要完成单位：中国铁道科学研究院
　　深圳市和利爆破技术工程有限公司
　　利用爆炸法加固软土地基是一种新型软基处理技术。它通过改变软土的排水条件，利用爆炸产生的动荷载引起软土扰动，并在一定的上覆荷载作用下，使软土地基快速排水固结，提高强度，最终达到加固软土地基的目的。本课题采用理论分析、模型试验和数值计算等多种方法，对其进行了深入研究，取得了如下主要成果：     

基于正交试验设计的路堤下地基沉降影响因素显著性分析

为研究路堤下地基沉降影响因素的显著性,采用等水平正交表进行正交试验设计,建立了地基沉降理想弹塑性有限元分析模型,通过计算路堤填土重力作用下的地基沉降及塑性变形,分析了在高低两种地基土强度条件下地基土的变形模量、内摩擦角、黏聚力、重度和路堤高度、填土变形模量、填土重度7种因素对地基沉降影响的主次关系。分析结果表明:对地基沉降影响最为显著的因素是地基土变形模量和路堤高度;随着地基土强度的降低,地基土的塑性变形增加明显,地基土内摩擦角对地基沉降的影响程度凸显,其显著性明显超过路堤填土重度与地基土黏聚力;对地基土的塑性变形而言,地基土内摩擦角的显著性大于地基土变形模量、路堤高度等因素,影响程度最为显著。研究成果可为地基沉降分析与工后沉降控制提供参考。     

陡坡地基上高填路堤极限承载力研究

结合山区高速公路建设的实践,采用大型室内模型试验,找出了荷载作用下陡坡地基上高填方路堤滑动破坏面出现的位置及形态。通过对路堤边坡稳定性计算的极限分析上限法进行研究,根据折线形滑动面形式建立机动容许速度场,推导计算斜坡地基上高填方路堤稳定性及极限承载力的计算公式。运用此方法对斜坡地基上不同斜坡坡度、不同填土高度、不同路堤宽度以及不同路堤边坡坡度的填方路堤极限承载力进行计算,得出各个因素对其极限承载力的影响。研究结果表明:路堤填筑高度和顶面宽度对其极限承载力的影响最大,其次为斜坡坡度的影响,而路堤边坡坡度对其影响并不显著。建议在斜坡地基上填方路堤的设计与施工过程中综合考虑斜坡坡度、填土高度、路堤宽度、路堤边坡坡度、极限承载力等各种因素的影响,以确保山区高速公路安全畅通。     

基于离心模型试验的斜坡软弱土地基路堤加固方案研究

为研究路堤荷载作用下斜坡软弱土地基的变形特性，考察打入桩和抗滑桩加固斜坡软弱土地基的效果，结合典型工点土的物性指标．进行了三组1：10斜坡软弱土地基路堤的离心模型试验(无加固措施、打入桩加固、抗滑桩加固)。试验数据表明，地基变形主要发生在路堤下侧边坡下；打入桩和抗滑桩能约束斜坡软弱土地基的变形，提高其稳定性；打入桩方案约束变形的效果优于抗滑桩方案。     

南昆线泥炭土地基加固处理试验与分析

南昆铁路七甸段有一段路堤的地基为泥炭土，其承载力之低在我国铁路建设史上未遇到过。为解决地基加固问题，铁道部第十一工程局作了地基加固试验，本文对其试验情况及结果作了介绍。     

强排水复合型动力固结法在铁路路基地基加固中的应用

强夯法在处理低饱和度的软弱土地基时是一种比较经济、快捷的加固地基方法,但当地下水位埋藏较浅,或地基土处于高饱和度时该法受到了限制。通过真空轻型井点降水的强排水措施,降低地下水位,使地基土体部分得到固结沉降的同时再加以强夯措施,即强排水复合型动力固结法可以突破这种限制。以邯黄铁路一工点为例,阐述该法加固地基的机理,并详细介绍其设计与施工。     

高速铁路CFG桩复合地基应力特性试验研究

结合京沪高速铁路凤阳试验段,重点开展CFG桩+桩帽+加筋垫层联合堆载预压处理地基试验.实测路堤填筑堆载过程中及堆载结束后一段时间内桩帽、桩间土压力及相应褥垫层顶面的土压力;分析CFG桩复合地基中桩帽顶水平面应力、褥垫层顶面应力及桩土应力分担比随填筑高度和固结时间的变化规律,以及桩帽顶水平面与褥垫层顶面应力在路堤横断面的...     

固结-固化复合技术分层加固淤泥的试验研究

研究目的:为了降低施工成本,采用分层法对软弱淤泥进行加固,在试验现场具体采用固结-固化复合技术对淤泥进行加固试验研究,使处理后的淤泥满足工程建设所需的特定承载力。对于地表浅层淤泥,采用固化技术进行固化处理,大幅度提升浅层土体强度;对于深层淤泥,采用真空预压技术使淤泥产生排水固结,以提高下卧层软土的强度。研究结论:(1)固化剂可对浅层淤泥产生较为可观的固化效果,当固化剂掺量为4%～8%时,浅层固化土形成的硬壳层的承载力特征值为164～200 kPa;(2)淤泥仅采用真空预压加固,其承载力特征值仅为40 kPa,采用固结-固化复合技术对淤泥进行分层加固,当固化剂掺量为4%～8%时,双层地基整体的承载力特征值为96～170 kPa,浅层硬壳层对土体承载力提升效果显著;(3)对于双层地基而言,硬壳层具有一定的应力扩散作用,当固化剂掺量为4%时,浅层固化土的应力扩散角可达18.32°,可有效减小软弱下卧层的附加应力;(4)固结-固化复合技术可用于对滨海软土、淤泥回填土地基的大规模加固应用。