Fracture grouting and geonails for soft soil tunnelling

To stabilise the tunnel faces and slopes in soft clay for the Airport Link construction in Australia, fracture grouting and glass fibre-reinforced plastic (GFRP) soil nails are proposed for the soil improvement as well as ease of handling. The compensation caused by the fracture grouting and the gain in strength due to consolidation as well as the geonail have stabilised the soft clay during construction. Only a small amount of ground settlement during soft clay box-jacking operation is generated so that the railway traffic above the embankment can be maintained without interference. The design method of the fracture grouting ground improvement study for this difficult project is discussed in this paper. Extensive laboratory and field tests were employed to verify the design assumptions and to fine-tune the ground improvement studies. The success of this project in poor ground conditions results from combined efforts of extensive field tests, an improved ground improvement design method and a realistic numerical analysis to assess the unstable/highly stressed zones for the placement of soil reinforcement.     

高速公路超软土地基的真空预压加固研究

某高速公路采用了真空预压法加固高填方路堤的超软弱土地基。试验表明：与常规堆载预压法相比,采用真空预压法工期节省1/4,路堤实际填高6.2 m的超软弱地基土在预压3个月后,其固结度大于95 %,路基沉降量却减少1/3;地基土强度平均增长1.5倍;路堤填筑期侧向挤出的日均位移量小于0.2 mm/d,路堤地基一直处于稳定状态。预估的路基工后沉降均小于20 cm。由此得到的实践经验,可以在其他类似工程中推广应用。     

真空联合堆载预压法加固水工建筑物软基效果检验

介绍了真空联合堆载预压法加固软土地基的特点,探讨了该方法的加固机理,论证了淮河入海水道张马涵闸软基处理采用真空联合堆载预压法的依据。根据现场的监测资料(包括表面沉降、分层沉降、水平位移、孔隙水压力、真空度等)和原位测试(包括CPT、十字板试验、静载试验和标准贯入试验等)资料,以及土工试验成果的分析和比较,对张马涵闸软基的加固效果进行分析和检验,结果证明,该法完全满足设计要求,为该工法在类似工程软基处理的推广应用提供参考。     

大面积堆载试验现场地基沉降分析

结合上海浦东国际机场场道工程软土地基处理方案选择研究,通过模拟道面结构荷载条件下地基的地表沉降和分层沉降的长期观测资料,对大面积堆载试验现场地基土的最终沉降、工后残余沉降以及沉降的组成情况进行了深入的分析和探讨。     

深圳机场软基处理的研究

目前软基处理方法多种多样, 各有自己的优缺点及适应条件, 运用得当, 既安全、快速又经济, 运用不当, 损失不可估量;机场软基处理根据各主体工程的工程特点、场地条件、建筑材料资源条件, 采用各自相适应的不同软基处理方法, 取得了很好的经济效益。本文基于机场一期工程软基处理的研究, 对二期工程软基处理方法作些展望。     

机场高填土地基工后不均匀沉降指标研究

以威斯特卡德板中受荷计算刚性道面PCN值的理论为基础,考虑刚性道面接缝传荷能力和山区机场地基不均匀沉降,建立了基于“地基-道面-飞机荷载”相互作用的足尺9块板道面结构三维有限元分析模型。运用该方法,根据统计的国内主要民航运输飞机ACN值,确立了15组计算分析模型。经威斯特卡德理论和Bisar软件验证了模型的可行性。研究表明,高填土机场道面板底最大拉应力与地基不均匀沉降呈线性关系,高填土机场工程中对于1‰的地基不均匀沉降控制比较合理,对于设计强度为5.0 MPa以上的道面结构,允许地基最大不均匀沉降值为1.2‰。     

高填方地基土工离心模型试验技术研究

以模型试验的相似理论为基础,结合九寨黄龙机场高填方地基工程实例,详细阐述了高填方地基离心模型试验技术,即对九寨黄龙机场104 m高填方地基的离心模型试验,采用等应力局部模型设计方案,以剔除法和等量代替法配制填料,以等效法模拟软弱地基强夯处理,并以增大离心加速度的方法模拟高填方地基的填筑加载过程;试验结果表明,高填方地基的总体沉降特征为"沉降大、压实快";土体的压实沉降主要发生在施工期;试验中高填方地基施工结束时土体的沉降固结度已完成90%以上,施工结束后土体产生的沉降量还不到土体总沉降量的10%.     

宁波某厂房室内地坪沉降原因分析及处理措施

针对宁波市宁海县宁东区块某厂房室内地坪沉降现象,在分析沉降原因和沉降趋势的基础上,结合本工程的具体条件对几种加固方法进行了对比,确定采用锚杆桩 梁板结构加固方式对地坪进行处理。研制了多功能小型静力压桩机、采用了小创面多级挤扩贯穿排障法等解决了施工中的难题,实现了复杂环境条件的特种专业工程的顺利施工。治理效果良好。     

某国际机场试验区软基固结沉降的过程模拟

随着计算技术的发展与普及，土体的固结沉降数据解法已在实际工程中得到推广应用，并取得了较好效果。本文借助剑桥本构模式，对某国际机构试验区软基进行固结沉降的过程模拟研究，并对试验区不 均匀沉降作出评价。     

九寨-黄龙机场地基软弱土工程地质特性研究

作者在长期工程现场调查研究基础上，根据初期勘察，详细勘察及高填方地基处理检测资料，对九寨—黄龙机场土方工程中提出的软弱土进行了系统深入研究。认为软弱土的涵义与其他工程实践中所使用的沿海软土和内陆软土均有所不同。它是针对九寨—黄龙机场高填方工程提出来的，是高填方地基中相对较为软弱的土层。为保证高填方地基稳定和控制地基沉降量，必须对其采取特殊工程措施进行处理。     

地铁暗挖施工引起的管线与地层沉降关系研究

依托北京地铁4号线公益西桥站工程,建立结构-地层-管线三维弹塑性数值模型,基于管线周边地层沉降及地表沉降实测数据分析,研究西南出入口暗挖施工上方管线周边地层变形规律。通过现场实测数据、数值模拟及经验公式计算结果综合对比,分析了管线刚度对地层变形抵制作用的影响。研究表明：管土相对刚度小于0.18时,管线与土体沉降差小于5%,可用经验公式计算出的管线轴线处地层沉降代替管线沉降。随管线刚度的增大,管线对土体变形的抑制作用逐渐增强,沿深度方向地层沉降量增大速率减小,并会出现负增长,甚至出现地层沉降小于地表沉降的情况。通过对数值计算结果的拟合分析,提出了刚性接头管线与地表沉降比和管土相对刚度的经验公式。工程实例应用结果表明,计算值与实测值偏差小于4%,验证了该方法的适用性。     

基于镜像法的隧道地表沉降时间效应计算方法

随着国内各城市地下道路建设的不断发展,地下开挖引起周围结构损坏甚至塌陷的事故时有发生,因此,合理地预测地表沉降对于保护地面建（构）筑物具有重要意义。将地表沉降速度系数与三维镜像法相结合,建立了考虑时间效应的隧道地表沉降计算方法,并以深圳某地铁区间隧道为例,通过与现场监测数据进行对比分析,验证了该方法的合理性,并利用该方法进一步分析了隧道停止施工时地表横、纵向沉降随时间的变化规律,通过参数分析明确了地表沉降量与地表沉降速度的时间效应。研究结果表明：地表沉降量与地表纵向沉降最大斜率随停工时间的增加逐渐增大并最终趋于稳定;地表最大沉降速度随开挖速度与沉降速度系数的增大呈对数型函数增长,但地表最终沉降量受二者的影响较小;地表最终沉降量和地表最大沉降速度随地层损失量的增大而线性增大;地表最大沉降速度出现的时间与地层损失的大小无关。     

交通荷载作用下公路软土地基长期沉降的计算

合理预测公路软土地基在交通荷载作用下产生的长期沉降,对公路的设计有着重要的指导作用。基于以往试验规律的分析,提出了一个较为合理地描述软土在长期重复荷载作用下残余变形发展过程的经验模型。通过对上海软土的循环三轴试验的模拟,初步验证了模型的合理性。对于工程边值问题,首先,根据拟静力法将交通荷载视为长期重复作用的静分布力;其次,采用弹性层状体系理论计算交通荷载在地基中引起的附加动应力;最后,将提出的模型用于计算各土层的残余应变,并沿深度对应变积分得到沉降。以日本Saga机场公路为例,说明了公路软土地基沉降的简化计算方法的有效性。     

Factors Affecting Consolidation Related Prediction of Singapore Marine Clay by Observational Methods

The use of prefabricated vertical drains with preloading option is the most widely-used ground improvement method for the improvement of marine clays in land reclamation projects. The assessment of the degree of consolidation of the marine clay is of paramount importance prior to the removal of preload in such ground improvement projects. This analysis can be carried out by means of observational methods with the use of field settlement plates and piezometer monitoring. Field settlement monitoring data can be used to ascertain the settlement of the reclaimed fill from the time of initial installation. The field settlement data can be analysed by the Asaoka method to predict the ultimate settlement of the reclaimed land under the surcharge fill. Back-analysis of the field settlement data will enable the coefficient of consolidation due to horizontal flow to be closely estimated. Piezometer monitoring data can be analysed to obtain the degree of consolidation of the improved marine clay. Back-analysis of the piezometer data will also enable the coefficient of consolidation due to horizontal flow to be estimated. The aim of this paper is to highlight the significance and impact of the various factors that affect prediction by the Asaoka and piezometer assessment methods. The authors findings of the Asaoka method reveal that the magnitude of ultimate settlement decreases and the degree of consolidation subsequently increases as a longer period of assessment is used in the prediction. The degree of consolidation predicted by the piezometers is found to be in good agreement with the Asaoka method for the early period of assessment. However as the assessment period increases, the piezometer indicates lower degree of consolidation as compared to field settlement predictions.     

盾构隧道施工引起地表下土体变位的分析评估

目前对盾构隧道施工引起的地表下土体变位进行预测分析的研究还相对较少,尤其是缺乏简单实用的工程估算方法。在深埋隧道周围土体弹性位移计算方法及盾构间隙参数研究成果的基础上,通过相应的分析和假设提出了一种预测盾构隧道施工引起地表下土体水平变位的简便估算方法。另外,在已有研究成果基础上,提出了一种新的盾构隧道沉降槽的描述方法,并结合Mair等提出的计算公式对盾构隧道施工引起的地表下土体沉降变位进行预测。通过与有限元计算结果及一些典型盾构隧道监测数据的对比分析,证明提出的估算方法能够较好地预测实际工程中盾构隧道施工引起的地表下土体的变位情况。     

地基处理技术规范中关于沉降计算公式的使用条件分析

刚性桩复合地基沉降计算应按现行国家标准,可采用分层总和法进行沉降计算。该沉降计算方法是目前绝大多数工程采用的方法。但该法在理论上还需要进一步完善,结合工程实例,详细分析地基处理规范中沉降计算公式的适用条件,对以后工程实践过程中有针对性地收集工程数据,指导规范修改有一定积极意义。     

Controls on permafrost thaw in a coupled groundwater-flow and heat-transport system: Iqaluit Airport,Nunavut, Canada

Numerical simulations of groundwater flow and heat transport are used to provide insight into the interaction between shallow groundwater flow and thermal dynamics related to permafrost thaw and thaw settlement at the Iqaluit Airport taxiway, Nunavut, Canada. A conceptual model is first developed for the site and a corresponding two-dimensional numerical model is calibrated to the observed ground temperatures. Future climate-warming impacts on the thermal regime and flow system are then simulated based on climate scenarios proposed by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Under climate warming, surface snow cover is identified as the leading factor affecting permafrost degradation, including its role in increasing the sensitivity of permafrost degradation to changes in various hydrogeological factors. In this case, advective heat transport plays a relatively minor, but non-negligible, role compared to conductive heat transport, due to the significant extent of low-permeability soil close to surface. Conductive heat transport, which is strongly affected by the surface snow layer, controls the release of unfrozen water and the depth of the active layer as well as the magnitude of thaw settlement and frost heave. Under the warmest climate-warming scenario with an average annual temperature increase of 3.23 °C for the period of 2011–2100, the simulations suggest that the maximum depth of the active layer will increase from 2 m in 2012 to 8.8 m in 2100 and, over the same time period, thaw settlement along the airport taxiway will increase from 0.11 m to at least 0.17 m.

     

地铁联络通道冻结加固融沉注浆研究

介绍了国内首个地铁联络通道强制解冻融沉注浆工艺的设计与施工。整个施工过程中对土体温度和地表变形进行了监测,得到了温度和地表变形的变化规律。由于冻结法施工中存在冻胀和融沉问题,过量的冻胀、融沉会对地表建筑和地下管线产生危害。结合工程实例,对强制解冻融沉注浆进行了研究,该工程对冻结加固体分区强制解冻、及时进行融沉注浆、二次加固土体,消除了后期压密沉降发生的可能,地表变形的监测表明强制解冻融沉注浆技术在该类工程中应用效果良好。     

采空区建筑地基适宜性及沉降变形计算工程实例分析

基于稳定采空区场地并结合某一工程实例进行建筑地基沉降变形计算分析,并对采空区地基适宜性进行综合评判。提出一种适合于采空区地基的荷载影响深度 确定方法,采用概率积分法对采空区场地不同区域剩余变形进行预测,提出考虑活化变形、剩余变形、附加变形的采空区建筑地基沉降变形计算方法,研究结果表明：（1）建筑荷载相同时判别系数越小（0.10 （自重应力）、0.08 、0.07 、0.05 ）,荷载影响深度越大;判别系数相同时建筑荷载越大,荷载影响深度也随之非线性增大。（2）对于一般采空区地基,宜采用 （附加应力）= 0.10 判别标准确定荷载影响深度;对于复杂采空区地基,宜采用 0.05 判别标准确定荷载影响深度。（3）在常规方法上（ 0.20 ）确定的荷载影响深度 ,对于采空区地基经对比分析,1.4 和1.8 荷载影响深度可作为一般采空区地基和复杂采空区地基工程设计参考。（4）在不引起活化变形的最高层数建筑荷载下,地表剩余变形量非常小可忽略不计,采空区建筑地基沉降变形主要是土层附加压缩变形。（5）数值模拟结果表明,采空区内边缘沉降较大、不均匀沉降明显,不宜作为建设场地;采空区中央沉降较小,没有明显不均匀沉降,宜作为建设场地。     

模糊聚类在不均匀场地土分类归并中的应用

在含有砂性土、淤泥质粘土的吹填土场地建设大型储罐,采用高能级强夯置换进行地基处理。由于吹填土在块石强夯置换后,流塑状的淤泥质粘土被置换或被扰动,砂性土被振密或挤密。根据多种检测手段获得的墩间土指标,具有较大的离散性,墩间土土性分布在空间上极不均匀,难以对复合地基沉降变形作出预估分析。采用模糊聚类方法,对获得的所有测点土性指标和分布区域进行聚类归并后,得出按不同平面区域分布的场地土类别,在一定置信度上,保证了归并后的指标合理性,使储罐基础的沉降变形预估更符合实际情况。