岩土工程勘察实践中常见问题疑析

工程实践中在确定一些相关设计参数时常常感到无所适从，本文通过两个工程就岩土工程勘察中承载力特征值及压缩模量等常用参数的确定方法进行了分析，并提出了一些常见问题供大家研讨。     

考虑含砂量影响的砂-黏混合土应力-应变关系特性研究

将砂与黏土按不同比例干重量均匀混合制成砂-黏混合土,进行不排水三轴剪切试验,研究了含砂量和试验围压对混合土初始切线模量和应力-应变关系的影响,并对其作用机理进行了分析。研究结果表明:含砂量小于50%时,可以认为混合土初始切线模量与含砂量无关。含砂量大于50%小于80%时,初始切线模量随含砂量增加呈线性趋势增长。通过把含砂量参数引入到初始切线模量中对Duncan-Chang模型进行修正,使修正后的模型能够描述含砂量小于80%时混合土的应力-应变关系。当含砂量超过80%,混合土呈应变软化型,随含砂量的增加,初始切线模量逐渐保持稳定,应力-应变曲线峰值应变左移,可应用软化模型对其应力-应变关系进行描述。围压对混合土应力-应变关系有很大影响,在双对数坐标中,随试验围压的增大,初始切线模量呈线性趋势增长。     

基坑回弹变形监测规律及预测研究

以北京某超大基坑为例,通过对基坑基底回弹变形进行严密监测,获取基坑基底的实际回弹变形结果,通过对回弹监测数据进行分析,总结基坑回弹变形规律;同时对基坑回弹变形预测进行初步探讨,利用关联度分析确定了基坑回弹变形的主要约束条件,再以实测回弹变形数据为基础建立回弹量对约束条件的回归方程,最后得到预测模型,通过与实测值对比发现预测结果较好,对该地区类似基坑回弹变形分析具有一定参考价值。     

冰后回弹对全球及中国参考框架的影响分析

文章利用ICE-5G模型发布的最新预报值,计算分析了冰后回弹对全球和中国区域的影响,发现冰后回弹不仅会引起垂直方向的地壳运动,而且还会引起水平方向的地壳运动,但是水平方向的量级要明显小于垂直方向.全球范围内最大回弹区域位于加拿大,大约为16mm/a,而由冰后回弹所引起的地壳水平方向运动达3mm/a.这个回弹量级对于维持毫米级ITRF的稳定所造成的影响是不容忽视的.中国范围内回弹值大概在0～0.7mm/a,这个量级对于参考框架的影响基本可以忽略.     

基于长序列观测的地面沉降防控水位识别及其指示意义

2014年南水进京后北京逐步开展地下水回补工作,区域地面沉降逐年缓减,部分地区开始出现回弹。面对北京地区地面沉降开始出现的新变化,科学合理地开展地面沉降防控,精准识别地面沉降防控水位,判别其指示意义显得尤为重要。以天竺地面沉降监测站分层水位与沉降长序列观测资料揭示地面沉降防控临界点与控沉水位,利用交叉小波变换和皮尔逊相关分析等方法,定量研究不同时间段水位变幅与土体周期变化。结果表明：(1)研究区第二、第三和第四含水层控沉水位分别为-14.30 m、-17.31 m和-10.12 m,水位变幅达1.73 m、3.07 m和5.03 m;(2)分层水位与土层形变共振关系周期结果和皮尔逊相关系数验证了地面沉降临界水位时间节点为2019年6月和7月以及2020年10月;(3)区域上结合临界水位变幅时间节点和水位变幅等参数,计算出区域分层储变量为97.11×10⁴ m³、96.57×10⁴ m³和92.95×10⁴ m³。研究结果可为北京乃至全国地面沉降防控和地下水...     

有载冻融作用对深部重塑黏土抗剪强度影响的试验研究北大核心CSCD

深厚表土层冻结法凿井工程中,深部土体由于经历了高压冻融作用,导致其工程性质变化,认识冻融作用对其强度与变形影响,对于冻融病害防治有一定意义。本文通过室内试验对深部重塑黏土进行了有载冻融,并对不同干密度、围压、冻结温度和融化温度条件下的深部冻融重塑黏土进行三轴剪切试验,探讨有载冻融作用下深土重塑土抗剪强度的变化规律。研究结果表明:冻融作用使深部重塑黏土的偏应力-应变关系由软化型转变成硬化型;同时,经冻融作用后其抗剪强度与割线模量都产生了一定的下降,在本试验条件下,抗剪强度最高下降了48.8%,割线模量E_()最大下降了72.0%。通过对各影响因素的显著性分析,发现初始干密度对抗剪强度和割线模量影响最为显著,围压对两者的影响最弱。     

利用磁异常模量进行磁性体边界检测

地下磁性体具有较强的剩磁或退磁会给磁异常的解释带来困难。由于磁异常模量对磁化方向不敏感,将磁异常转换为磁异常模量并用来分析和处理,可很大程度上提高磁异常解释的准确性和可靠性。本文介绍了五种磁异常模量,并且利用改进的Tilt梯度方法对各磁异常模量数据做边界检测,确定地下磁性体的水平位置。理论模型试验表明,在存在强剩磁的情况下,不同模量数据对磁性体的反应程度也不一样,运用改进的Tilt梯度方法对磁异常模量进行处理可不同程度地加强对异常体的识别,其中模量E最为准确,可较清晰地识别磁性体边界。笔者还将该方法运用到坦桑尼亚基戈马地区的航磁异常处理,并推测了该地区的构造带及磁性体边界,为深入了解基戈马成矿区带的地质和成矿背景及可能矿床分布提供了重要信息。     

基质吸力变化引起的体积应变研究

与降雨有关的边坡表层变形位移,其根源是基质吸力降低引起的非饱和土体积应变。利用某滑坡体的原状样及其重塑样,分别在100kPa、200kPa围压作用下,采用单纯增加基质吸力的应力路径,对基质吸力引起的体积应变,进行试验测试。结果显示: (1)试样的体应变,随基质吸力的增大,单调增大,服从对数函数关系;(2)围压由100kPa增加到200kPa的试样体积模量,随基质吸力的增大,单调增大,服从幂函数关系;(3)与基质吸力有关的体积变化系数,随基质吸力的增大,单调减小,服从幂函数关系;并且当基质吸力大于200kPa以后,随基质吸力增大,体积变化系数接近于常数,约为0.0059左右。在此基础上,本文针对这种由单纯基质吸力变化引起的非饱和土体积应变规律及机理,进行了探讨。     

考虑卸荷变形模量的坑底回弹变形计算方法

针对基坑开挖卸荷导致坑底土体回弹变形问题,考虑开挖卸荷过程中土体弹性模量随着卸荷应力路径变化的特征,推导在卸荷应力路径作用下土体变形模量的计算公式,考虑基坑的开挖为地表以下基坑开挖面处应力的变化,基于Mindlin应力解计算矩形基坑开挖卸荷引起的坑底土体附加应力,采用分层总和法计算基坑开挖引起的坑底土体的回弹变形,结合已有文献中的工程实例,采用该方法计算开挖引起的坑底隆起变形,并与实际监测数据对比分析表明,该方法能够有效预测基坑开挖引起的坑底隆起变形,能够作为基坑开挖坑底隆起变形的一种有效预测方法。     

基于PS-InSAR技术的黄土大厚度挖方区回弹变形规律分析

以陕北某湿陷性黄土大厚度挖方地基工程为研究对象，采用PS-InSAR技术对2018-10—2019-11间获取的16景TerraSAR-X卫星影像进行处理，获取了湿陷性黄土挖方区回弹变形信息，总结了大厚度挖方区时序回弹变形特征。结果表明，由于上部土体应力卸载，在开挖区域存在地基土回弹变形现象，选取的高密度PS点变形信息较好地反映了研究区的真实变形情况，回弹变形范围与开挖边界吻合，另外挖方厚度越大，土体开挖引起的回弹变形越大；在开挖完成后的1年监测时间内，回弹区变形量随时间呈线性变化，在最大开挖厚度处，产生最大回弹量为29.3 mm；此外，PS-InSAR技术监测到的变形量与实地水准结果吻合性较好，表明该技术在黄土大厚度挖方区回弹变形监测中具有较好的应用效果。