水工黏土基固化材料力学性能试验研究

以港航工程整治过程中产生的黏性土为主要原料,采用传统水泥、石膏和矿粉等无机结合料为固化剂,通过半干法压制成型制备黏土基固化材料。研究结果表明：黏土基固化材料的最佳配合比为黏性土65%、水泥18%、矿粉12%、石膏2.0%、石灰3.0%,其28 d抗压、劈裂抗拉和浸水强度分别为25.6、2.5、24.1 MPa,可替代普通混凝土制备压载块等水工材料就地应用于港航工程,满足水工应用需要。     

基于反分析法的均质路堑滑坡治理技术研究

反分析方法与计算机技术的结合使其功能越来越强,在实际工程中得到越来越多的应用与研究。采用反分析法确定边坡岩土体抗剪强度参数从而得出对滑坡治理的设计参数。基于简化Bishop法建立反分析极限平衡方程,并采用计算剖面多组单参数反演与统计比较分析相结合的方法,优化反算岩土抗剪强度参数值。该方法应用于某均值路堑滑坡治理工程并得以论证,表明了反分析法应用于滑坡治理的可行性与正确性。     

海洋平台桩基安装过程对土阻力的影响分析

提高桩基可打入性预测的精度一直是海洋工程界普遍关心的问题。影响桩基可打入性分析结果的因素有很多,很多学者对此进行了研究,但受到各种因素的限制,对于打桩过程的影响鲜有涉及。针对某海域现场两根试验桩的实测数据、室内试验数据和现场CPT结果,采用波动方程方法对在砂土中进行打桩时的打桩过程对打桩土阻力(SRD)的影响进行了研究。分析结果显示:在砂土中,即使桩径达到2.438m仍然可以形成闭合的土塞;相同土质条件下,打桩过程中不同的锤击能量导致了不同的锤击数,并进一步产生了SRD的差异,这说明打桩所导致的侧阻退化程度与打桩过程有关。CPT方法用于评价砂土中打桩的SRD的精度优于传统方法。在本次试验条件下,对于形成土塞的情况,ICP方法的计算结果偏小。     

季节性冰冻地区公路边坡侵蚀破坏模式

针对季节性冰冻地区的路基边坡冻融滑坍破坏现象,分析了公路边坡破坏的各种侵蚀模式和影响因素。采用坡面流拖曳力法、坡面流量法等对坡面水力学特征进行研究,测算坡面冲刷临界坡度值,分析临界坡度与冲刷量之间的关系;同时采用有效应力法研究了冻融作用下的边坡安全稳定性。结果表明：季节性冰冻地区粘性土最大冲刷强度对应的临界坡度与目前常用的坡度值很接近或交叉,为减少水土流失,建议放缓土质边坡;边坡土体冻结前含水质量分数和融化后抗剪强度下降幅度是影响冻融滑坍破坏的主要因素,建议在设计中要考虑冲刷和冻融因素,并对特殊土质边坡进行相应的物理力学指标检测和稳定性验算。     

新近堆积黄土地基承载力计算

针对新近堆积黄土（Q4^2→3）的特殊土质,分析了确定该类黄土地基承载力常用方法存在的问题以及承载力受多因素影响的特点。基于统计理论,以大量实测载荷试验数据为样本,统计了承载力与影响承载力物理指标之间的关系,建立了新近堆积黄土地基承载力的多因素综合计算方法。工程实例表明,应用该计算方法确定的地基承载力,相对误差小于5％,能满足公路建设的要求。     

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。     

基于双安全系数的边坡稳定性分析

在边坡稳定性分析时,为了更为准确地反映c、φ各自的安全储备,考虑了双安全系数或双折减系数,对强度折减法c、φ配套折减的基本原则、c、φ配套折减的物理机制和力学机制进行了分析研究。结果表明,强度参数中的粘聚力c衰减快于内摩擦角φ,根据土体c、φ的不同衰减速度和作用机理,提出了在边坡稳定性分析中采用c的折减系数大于φ的折减系数的双折减系数法,此方法能更为准确地反映c、φ各自的安全储备。并通过实例与传统的单一折减系数法进行了比较分析,同时,用有限元强度折减法作了印证,印证结果表明,双折减系数法折减结果比较合理,而传统的同一折减系数过高地评价了边坡的稳定性。     

深厚软基处理中袋装砂井长度的研究

利用袋装砂井长度是砂井地基固结速率的重要影响因素,分析软基处理中处理区与下卧层之间的相互作用,对深厚软土地基固结度的计算方法进行合理改进,推导出计算固结度时砂井底面孔压不相连续的计算关系式,并从深厚软基中非理想因素、砂井长度方面对固结度的影响进行论述。结果表明,固结度随砂井长度的增加呈抛物线趋势先升后降。同时,从砂井长度对砂井处理费用的影响上进行定量关系计算,结果表明呈正相关性,因而,从理论上论证了袋装砂井最优长度的客观存在。通过某试验段工程实例,利用砂井深度与固结度增加百分比和投资效益比关系,结合总施工工期对固结度的要求、施工条件等对袋装砂井最优长度的确定方法进行研究,确定了最优砂井深度,实例计算结果表明,最优砂井深度为h0=22 m,利用沉降观测数据分析,比原设计的h=25 m砂井更为经济、合理,处理效果也达到设计要求。     

膨胀土地基浸水膨胀变形模型试验研究

通过10 m×2.5 m×4.1 m(长宽高)的大型模型试验,研究了深层浸水条件下膨胀土地基膨胀变形和含水率变化规律,进行了含水率、表面隆起、深层隆起等测试。试验结果表明,土体干密度和上覆荷载对膨胀变形和含水率变化影响较大,土体含水率的变化可分为起始、突变、稳定3个阶段;上覆荷载越大,土体表面隆起越小,表明上覆荷载能有效抑制膨胀土膨胀变形;膨胀土地基可划分为压密区、中性区和膨胀区3个变形特征区,或3个区的组合,变形区的高度不仅与外加压力值有关,且与基础大小和形状有关。研究结果对膨胀土路基的设计和施工具有重要的理论和工程实际意义。     

土钉支护计算模型及其优化方法探讨

针对目前土钉支护优化设计方法中存在的一些缺陷和不足,深入研究了土钉支护的工作机理,尤其是土钉的受力情况,提出了以钉土间抗剪强度为土钉最大拉力分配刚度的原则,并给出了土钉最大拉力分配系数的计算公式;结合土钉支护整体稳定性的极限平衡分析,推导了土钉最大拉力的计算方法,将计算结果与现场测试进行对比分析证明了该方法的合理性;在深入分析土钉长度计算模型的基础上,建立了以单位支护面积的土钉长度为目标函数的土钉支护优化设计模型;通过引入改进的模拟退火算法和几何控制参数法,探讨了土钉支护优化设计方法的具体实施步骤,并开发出相应的计算程序。工程实例分析表明:所建立的优化设计方法在能保证支护安全的同时兼具有较明显的经济性,其研究成果有一定的理论与工程实用价值。