长江漫滩低路堤基底浅层固化层工作性状数值分析

低路堤可以节约不可再生的土地资源, 浅层固化处置是低路堤软基处理科学、经济的方法。采用现场孔隙水压力静力触探（CPTU）对长江河漫滩相典型非均质性天然沉积软土层进行原位试验。应用二维有限差分方法对平面应变条件路堤荷载作用下有无浅层固化层的软土地基固结排水与沉降进行了仿真模拟,并应用三维有限差分方法对路面车辆重载作用下有无浅层固化层的路基及基底变形进行了三维数值仿真。结果表明：地基浅层固化层的设置改变了地基应力场的分布,通过应力扩散作用减小地基土体的附加应力,进而减小了地基土体的沉降量。基底固化层通过增强路基基底的刚度来增强路基的整体刚度,减小路基的变形,提高路基整体稳定性。     

稳定赤泥路用可行性与耐久性试验研究

水泥系结合料稳定赤泥应用于公路工程是消纳大宗工业固体废料赤泥的新技术路向。目前,路用稳定赤泥耐久性能的研究滞后于工程实践,为对此研究,进行稳定剂配比研究、干湿循环与冻融循环试验和微观试验。结果表明:水泥、石灰和磷石膏结合料稳定赤泥的标准强度最小为3.6 MPa,可满足路面稳定基层承载标准,且5级循环后试样质量损失趋于稳定。磷石膏比例由8%减小到2%,5级干湿循环后强度降低至1.69~3.69 MPa,强度损失率(BDR/%)达到35.1% ~85.4%,5级冻融循环后强度降低至2.63~3.70 MPa,强度损失率(BDR/%)达到54.82% ~79.79%,表明硫激发耦合效应的磷石膏掺量不宜超过赤泥用量的2%。此外,压汞试验研究揭示干湿与冻融循环导致试样大孔隙(直径>0.1 μm)占比增加,并与强度呈显著负相关。综合承载性能与耐久性能试验,使用稳定赤泥替代公路道面水稳材料是可行的,最优配比为赤泥︰水泥︰石灰︰磷石膏=100︰8︰2︰2。基于循环强度衰减特征,工程实践中施工期限制、早期养护质量等至关重要,且应严格控制稳定赤泥中的磷石膏掺量。     

路基疏桩补偿“协力”设计

为研究路基疏桩补偿软土地基的协配机制, 本文提出了疏桩补偿软土地基协力概念模型, 借助Mathematica软件进一步阐明了软土地基临界荷载的边载坡率和硬壳层关联机制, 通过理论分析建立了基于软土地基临界荷载的路基疏桩协力的疏桩承载力检算方法。疏桩间距与桩长协配设计实例分析, 不仅验证了路基疏桩补偿软土地基协力基桩承载力检算方法的可行性, 并揭示了疏桩路基坡趾被动区稳定不利地貌加剧失稳的破坏机制。研究结果表明, 提出的协力概念模型和基桩承载力检算方法具有较好的适用性, 同时阐明了超载预压方案慎用的必要性, 强调了控制路基填筑加载速率的重要性。     

基于扰动状态概念的结构性土压缩特性分析

由于土结构性的影响天然沉积土的结构是亚稳定的,屈服后的压缩变形阶段必然伴随着结构的破损。将附加孔隙比?e作为表征原状土的一个结构状态参数,基于扰动状态概念,引入定量分析附加孔隙比?e随固结压力变化关系的方法,得到一维扰动状态概念(DSC)压缩模型,以描述结构性土压缩损伤现象,并通过结构破损指数b来刻画压缩过程中的结构破损速率。根据该模型,对太湖湖沼相典型的天然沉积软黏土、粉质黏土和硬黏土不扰动试样的一维压缩试验结果进行模拟和分析,并结合试验数据提出了模型参数的测定方法。分析结果验证了该模型能够描述具有不同结构形式土样的压缩特性及其实际变形过程中表现出的非线性,这给结构性土非线性固结与沉降计算提供了一定的理论基础。     

长江漫滩相软土结构性特征及其工程效应分析

采用自由活塞薄壁取土器从地表至深度30 m取得不扰动原状土样,通过室内的固结压缩试验,并结合现场CPTU原位测试,利用重塑土的压缩与强度特性作为描述天然沉积土相应特性的基准框架,探讨了长江漫滩相天然沉积软土的物理力学性质。结果表明,长江漫滩相天然沉积软土具有高位结构性,固结系数Cv在土体屈服后急剧降低,屈服前后有明显的分段特征。同时指出,在静荷载水平相对较低的低路堤结构下,软弱土层沉积过程中形成的固结屈服压力和结构强度对其工程特性的影响相对更加显著。减小对天然沉积土的施工扰动作用、充分利用土结构力学效应、尽可能使地基工作于力学性质良好的屈服前阶段,在实际工程应用中具有重要的现实意义。     

石灰改性膨胀土击实曲线的双峰特性研究

膨胀土掺石灰改性之后,其粉粒组的含量显著增加。当采用湿法击实时,由于土体保持了原有的结构性并表现出粉土的特性,在某个较低含水率时,击实功没有超过破坏其结构性的程度,出现一个干密度峰值。随着含水率的增加,击实功破坏了土的结构性,土体重新压实,曲线出现了另一个大干密度的峰值。因此,击实曲线表现出不稳定的双峰现象,从而降低了击实曲线的实用性及可靠性。然而采用修正湿法得到的击实标准,相对于湿法更加合理,相对于干法更加实用可靠,为工程施工质量控制与路基工后质量评价提供了更加有效的方法     

新庄黏土加筋挡墙失稳破坏研究

到目前为止,加筋土挡墙采用的填土大多是砂性土,在这种情况下取得的结果与实测结果较相吻合,但当填土为黄土、中低液限黏土及高液限黏土时,加筋土挡墙失败的例子较多,还有待于进一步的研究。通过对黏土与聚丙烯土工带在不同含水率下进行了不同法向荷载作用的直剪试验,讨论了法向应力、含水率对高液限黏土与筋带之间剪切特性的影响。基于试验结果,对312国道宁镇公路某桥头引道黏性土加筋挡墙的设计及工后状况进行了数值模拟,分析了柔性加筋材料的加筋土挡墙破裂面分布形状,并与规范进行对比。分析了了该加筋挡墙失稳破坏的原因,并对黏土作为加筋土挡墙填土材料时,提出相关的改善措施与建议,对今后类似挡墙的修建具有一定的指导和参考意义。     

海陆交互相下黏性土性状辨析及评价研究

长江口北翼（南通-启东段）沉积物从物性指标判别,物理性质较差,土质分类属于软土或软黏土,而从力学指标判别,力学性质较好,表现出物性与其对应的力学性质指标不完全吻合。分析了出现这种物性“偏软”、力性“偏硬”现象的原因。同时,提出了评价该类土工程特性的新指标,较好地解决了物性与力性不相符合的矛盾。     

天然沉积中间土的力学特性研究

长江口北岸天然沉积土主要由粉粒和细砂粒组成,其渗透系数介于10-7～10-3 cm/s之间,既不属于完全排水的砂性土,也不属于完全不排水的粘性土,针对这样的天然沉积中间土的我国研究并不多见。通过大量的物理力学试验,探讨了天然沉积中间土的物理力学性状,结果表明天然沉积中间土具有类似于软粘土的物理性质,但原位静力触探试验显示其天然沉积中间土的原位强度却与天然含水量分布在塑限附近的硬粘土差不多。研究结果亦表明颗粒分布对天然沉积中间土的原位强度有较大的影响。同时采用灰理论中的关联度分析,对这类中间土物理状态指标与力学特征指标间相关性进行了分析,认为孔隙比用于亚砂土稠度划分,含水比用于亚粘土、粘土稠度划分更加合理     

群桩荷载位移特性研究

将杆系结构有限单元法与荷载传递迭代法相耦合,形成一桩基沉降分析计算的混合法。采用近似解析解中Randolph and Wroth’Model与双曲线模型相结合,模拟桩身与桩周介质边界上剪切滑移的非线性。桩间相互作用在采用弹性理论Mindlin方程解答计算,并考虑了桩间“加筋与遮帘”作用。桩周土介质非均质性特征,采用指数函数模拟。分析了刚性承台下群桩桩数、桩长、桩间距和桩土模量比等群桩工作特性的影响。尤其是桩台基础沉降对群桩相互作用影响机制的研究,对桥梁拼接等对桩基础沉降要求严格的工程有重要的借鉴意义。