珊瑚砂振冲密实加固响应室内模型试验研究

随着海洋岛礁工程的大力推进,吹填珊瑚砂地基的密实加固问题开始备受关注。利用自主研发的室内振冲器开展了珊瑚砂饱和砂土地基的室内振冲模型试验研究,深入分析了振冲过程中动孔隙水压力、水平动土压力等动参量的响应规律,探讨了振冲后沉降变形、相对密实度的变化特征。结果表明：松散珊瑚砂地基的密实度在经过两次双点振冲反复加固后均提升至中密。其中相对密实度在振冲点位处的提升效果较其余位置更为明显,并且中层或深层区域的加固效果优于表层区域。在超孔隙水压力方面,其最大值出现在振冲珊瑚砂地基过程中的贯入阶段,并且在留振开始时出现衰减现象。珊瑚砂地基在振冲器上拔过程中超孔隙水压力发生断崖式下跌。在第2次贯入时,超孔隙水压力比的峰值较首次出现显著下降。超孔隙水压力比等值线云图表明,振冲过程中的超孔隙水压力比等值线呈现平行分布。珊瑚砂浅层水平土压力随振冲器的贯入与拔出均呈现增加态势,深层水平土压力则呈现减少态势。     

吹填细砂软弱地基处理试验研究

结合实际工程情况,针对吹填细砂及下卧软黏土地基的工程性质,对强夯-降水联合法和无填料振冲法结合整体塑料排水板加固此类地基的适用性进行了试验研究。在试验的基础上,确定了振冲施工工艺的振冲间距、上拔间距等振冲大面积施工参数,同时分析了强夯过程中下卧黏性土中孔隙水压力的增长消散过程及影响因素,得到了一些有益的结论,对类似工程有一定的借鉴意义。     

吹填粉细砂的无填料振冲密实试验与工程应用

对长江下游河漫滩地新吹填的松散粉细砂,通过原位监测仪器和跟踪检测,进行了无填料振冲试验、施工技术开发和设计应用。研究了无填料振冲过程中桩周土的超静孔压变化与振冲有效范围,比较了振冲密实前、后桩周土强度变化。针对施工跟踪检测中发现的桩身土局部欠密实问题,分析了缺陷产生原因,提出了解决措施。结果表明,目前规范认为应加填料振冲处理的各种松散粉细砂,只要试验方法得当,及时发现振冲中可能出现的问题并予以解决,吹填粉细砂的无填料振冲密实法是可以大面积应用的。工程试验后提出的振冲设计参数、施工工艺参数和质量控制方法,最终检测显示,工程桩各项指标达到堆场使用要求。     

振冲密实加固珊瑚砂地基地震响应振动台模型试验研究

珊瑚岛礁地基处理问题日益突出,为研究珊瑚砂场地的振冲加固处理效果,分别对振冲加固的珊瑚砂地基和未经振冲加固的松散珊瑚砂地基进行振动台模型试验,收集并对比分析了孔隙水压力和加速度响应规律。结果表明,振冲加固后的珊瑚砂地基在经历0.1g地震时超孔压持续缓慢增长并直至激励结束,未经振冲加固的珊瑚砂地基在激励输入3～4 s内超孔压迅速上升并达到稳定,并且整个地震模拟过程中加固地基超孔压始终小于未加固地基。振冲可有效降低地震输入时珊瑚砂地基的超孔压发展,振冲加固后的珊瑚砂地基在0.1g地震作用下超孔压较未加固的松散状态下降了37.2%～67.3%。经振冲加固后的珊瑚砂地基可有效减少加速度的放大效应。振冲加固后的放大系数为未加固地基的78.1%～91.1%。     

无填料振冲法的现状及最新技术进展

无填料振冲法作为振密加固法的一种,因其工艺简单、经济实用和不用“三材”(木材、钢筋、水泥)等优点,目前已成为软弱地基特别是砂性土地基最为常用的加固措施之一,在国内外获得了广泛的应用。通过对国内外无填料振冲法的加固机制、适用性、施工工艺等方面的回顾,总结了无填料振冲法加固地基技术中3个关键方面的发展现状,并着重论述了无填料振冲技术的最新进展--无填料振冲技术在加固饱和粉细砂及吹填细砂地基中的应用研究,最后提出了振冲研究中存在的问题及发展方向。     

粉土与粉质黏土互层中静压桩桩土界面孔隙水压力

为研究层状黏性土在静压桩沉桩过程中桩土界面孔隙水压力的分布规律,依托山东东营某桩基工程开展了现场足尺静压桩试验,分析了桩土界面孔隙水压力的变化规律,探讨了桩土界面超孔隙水压力的分布特征,明确了桩土界面孔隙水压力和超孔隙水压力的消散特性,并结合水力压裂理论和孔穴扩张理论,揭示了沉桩过程中桩土界面沿桩长方向超孔隙水压力的分布形式。试验结果表明：孔隙水压力、超孔隙水压力与土层性质密切相关,二者均在粉土层中增长较慢,在粉质黏土层中增长较快;在同一深度处,两者均存在明显的消散现象,在粉土中的消散程度明显大于粉质黏土中;采用水力压裂理论结合孔穴扩张理论计算的超孔隙水压力沿桩长方向的变化规律与试验值相吻合;桩身贯入深度越大,超孔隙水压力理论计算值与现场实测值越接近。     

汉源二蛮山高速滑坡启程阶段孔隙水压力效应分析

高速滑坡在启程滑动时锁固端突然剪断,剪应力释放导致滑带附近孔隙水压力突然增大,从而大大降低了有效应力,使滑坡具有很高的初始速度。以二蛮山滑坡为例,采取现场调查、室内试验与理论研究相结合的方法展开工作,分析了滑带土粒子破碎程度对孔隙水压力的影响,给出了滑坡启动时产生高孔隙水压力的条件; 在理论研究的基础上,通过实地勘察,验证了二蛮山滑坡具备产生高孔隙水压力的条件。运用土力学和材料力学理论,导出了高速滑坡启程阶段孔隙水压力表达式,计算了二蛮山滑坡启程阶段的孔隙水压力,进一步研究了滑坡启程阶段的孔隙水压力效应。     

堆载预压联合强夯加固软土地基的试验研究

通过某软土回填地基加固工程现场试验,论证只要合理地确定施工参数和工艺,完全可用塑料板排水分级堆填压载并联合强夯的静态——动力预压法加固软土地基。此外,就不同排水板间距、不同填料及不同夯击能时静态、动力排水固结过程中地基的变形、孔隙水压力分布、固结状态及地基的强度增长规律等进行对比分析。也与检测结果作了比较。     

振冲法处理饱和粉土地基的工后孔隙比研究

孔隙比是评价粉土密实程度的重要指标,研究表明饱和粉土地基的液化指数与孔隙比有关。对于振冲法处理严重液化的饱和粉土地基,只要工后孔隙比降到0.75以下,就能达到消除液化的目的。利用试验成果,通过振冲桩施工前后土体的三相组成分析,量化振冲碎石桩的挤密、振实功效,推导出饱和粉土经振冲法处理后的工后孔隙比估算方法,估算结果与实测值的误差在±1.5%以内。利用该方法可以迅速接近最佳的桩距、桩径组合,为节省试验费用和加快试验进度提供可靠的依据。     

吹填土自重沉淤阶段孔隙水压力消散的试验研究

利用真空预压法处理吹填土时,细颗粒常堵塞排水管,导致土体排水不畅。为提高吹填土固结效率,采用自重沉淤排水与加负压排水固结相结合的方式在室内进行吹填土固结试验。试验第一阶段用排水管作为吹填土自重沉淤的竖向排水通道;第二阶段以装入中粗砂的排水管作吹填土排水通道,同时也是压力传递通道。试验监测到吹填土固结过程中不同位置孔隙水压力的变化,通过监测数据着重研究自重沉淤排水阶段吹填土的固结规律。借助渗流平衡方程确定吹填土在自重沉淤阶段孔隙水压力变化主要由排水管中水位、单位土面积控制,解释自重沉淤阶段孔隙水压力变化机理。同时,为了减小由于排水距离远近造成的固结不均,利用自重沉淤与加压固结结合的方法使吹填土达到较为理想的固结效果,将砂井设计理论与孔隙水压力变化曲线相结合确定排水管有效排水范围等效直径,为实际工程提供排水管间距的设计参数。     

深厚吹填粉细砂地基加固试验研究

结合上海某深水港集装箱堆场地基加固工程,基于深厚吹填粉细砂的工程特性,通过对无填料振冲挤密法加固的有效性和工艺参数进行现场试验研究,对加固前后的土体变形、超静孔压变化、工艺参数和加固效果等进行了分析和讨论。结果表明,采用无填料振冲挤密法可以加固深层土体、增加粉细砂的密实度,有效消除不均匀沉降和液化危害,效果显著,并拓宽了振冲法的应用范围,可为在类似地基处理中的推广提供参考依据和成功经验。     

细粒对砂土持水能力影响的试验研究

利用压力板仪,进行了不同细粒含量非饱和砂土的持水特征试验,分析砂土土-水特征曲线的特征,探讨细粒对砂土持水能力的影响。结果表明,细粒的增加提高了砂土的持水能力,不同吸力阶段细粒对持水能力的影响程度不同;基质吸力超过进气值后,细粒增加明显增强砂土持水能力。应用数学模型 描述不同细粒含量砂土的土-水特征曲线,分析了细粒含量对数学模型参数的影响,给出了细粒、基质吸力和含水率的函数关系为 。     

Geotechnical reconnaissance and liquefaction analyses of a liquefaction site with silty fine sand in Southern Taiwan

Geotechnical reconnaissance of a recurrent liquefaction site at a Quaternary alluvial deposit in southern Taiwan was conducted to establish a comprehensive case history for liquefaction on silty fine sand with high fines content. The liquefaction occurred at a silty fine sand layer with D₅₀ = 0.09 mm and fines content greater than 35% and was triggered by a M_w = 6.4 earthquake on March 4, 2010, which induced maximum horizontal acceleration up to 0.189 g at the site. In situ subsurface characterizations, including standard penetration test, cone penetration test, and shear wave velocity measurement, were performed as well as cyclic simple shear tests on undisturbed specimens retrieved by a modified hydraulic piston sampler. Comparisons of cyclic resistance ratios (CRRs) indicate that CPT sounding with standard penetration rate could overestimate the resistance ratio and drainage conditions during penetration should be considered for high fines content soil in the liquefaction analysis. Additionally, variations of CRRs from different in situ tests indicate that correlations among in situ tests and CRR could be soil specific and precautions should be taken when using these curves on silty fine sands.     

飞机荷载作用下粉砂土路基动力响应研究

随着公路跑道建设的快速发展和粉砂土路基的广泛应用,飞机荷载作用下粉砂土路基稳定性还有待进一步研究。采用拉格朗日差分方法,利用Byrne模型描述饱和粉砂土孔压变化,分析了飞机荷载作用下粉砂土路基孔隙水压力、位移以及瞬时屈服区的变化规律,并通过室内模型试验验证了结果的合理性。研究结果表明：在飞机荷载作用下,粉砂土路基超孔隙水压力、位移分布以及应力状态受加载频率、加载时间及荷载峰值影响较大,其中加载频率5 Hz是一个关键控制指标,在设计中应给予重点考虑。     

砾钢渣抗液化特性试验研究

陈化的钢渣作为土工回填材料是废弃钢渣循环利用的主要途径之一。按土的工程分类方法,将废弃钢渣划分为砾钢渣、粗钢渣和细钢渣。针对砾钢渣,考虑固结应力比、振动频率、围压和含砾量等影响因素开展动三轴试验研究。分析了砾钢渣的应力、应变和动孔隙水压力的特性,分析了砾钢渣试样的动强度与振动次数、动应变与振动次数、孔隙水压力与振动次数和动应力与动应变关系。采用Seed和Finn提出的饱和砂土动孔压计算模型分析砾钢渣的动孔压曲线类型,并与传统砂砾土的抗液化强度进行比较。得出砾钢渣的抗液化特性较好,工程中可以用砾钢渣替代传统的砂土、砂砾土、砂砾料和砂卵石作为回填料,解决砂砾资源日渐短缺的问题。     

基于接力排水的强夯法在滨海回填区地基处理中的试验研究

本文对山东半岛海岸带滨海杂填土、饱和粉细砂、淤泥质土等特殊复杂地层地基处理方法进行了研究。以经济高效的强夯法为基础,提出复杂地层整体排水概念,设计了浅层、深层竖向排水和水平排水的接力排水系统,并进行了现场试验研究。监测数据表明,强夯荷载作用下,接力排水系统整体协同排水,可快速排出各个地层中地下水、消散超孔隙水压力。7 h左右可基本消除强夯引起的地下水上升及孔隙水压力消散。持续降水,地表沉降为上部土体厚度的0.7%～2.0%。强夯动力荷载作用下,表层土体压缩为上部土体厚度的8.7%～10.9%。埋深3～7 m土体沉降约为土体厚度的5‰、3‰,埋深7～10 m土体沉降为土体厚度的2‰。检测数据表明,在强夯有效影响深度内地基处理效果明显,土体工程性状改善明显。表层承载力及变形模量满足设计要求,4 m以下淤泥承载力平均值略低于设计要求,下部淤泥质土计算平均固结度为77%。夯后1个月监测数据表明,地表沉降量在25 mm以内,已逐步趋于稳定,分层沉降、孔隙水压力数值整体稳定略有下降。