用孔压力触探求固结系数的研究

为探讨利用孔压静力触探求取土层固结系数的可行性与规律，在珠江三角洲软土地区进行了大量孔压静力角探超孔压消散试验。对试验场地、设备和方法作了简明扼要地介绍，重点分析了试验机理及结果，并将孔压消散试验估算的固结系数与室内固结试验得到的试验值以及现场沉降资料反算值作了比较，证明它们之间有很好的规律性，且用孔压静探所求固结系数更接近于实际值。     

用孔压静力触探求固结系数的研究

为探讨利用孔压静力触探求取土层固结系数的可行性与规律, 在珠江三角洲软土地区进行了大量孔压静力触探超孔压消散试验.对试验场地、设备和方法作了简明扼要地介绍, 重点分析了试验机理及结果, 并将孔压消散试验估算的固结系数与室内固结试验得到的试验值以及现场沉降资料反算值作了比较, 证明它们之间有很好的规律性, 且用孔压静探所求固结系数更接近于实际值.      

孔压静力触探在上海地区的应用

通过上海浦东国际机场跑道详勘中的实践,孔压静力触探在土层划分、估算土层固结系数等方面有很大的优越性。     

旁压试验确定上海软土地区的单桩承载力

该文搜集上海地区三十多项旁压试验资料工程，以及近133组静载荷试验，经过分析、统计、比较，得出根据旁压试验确定单桩竖向极限承载力的公式，表明该公式的普遍适用性，是对静载试验方法的有益补充。同时对379组分别采用旁压和静探试验估算的单桩承载力的比较，表明采用旁压试验方法估算的单桩承载力与静探方法基本吻合。     

双面排水非线性固结超静孔压的非对称性解析

为了分析一般意义的非线性固结过程中超静孔压的发展规律,基于欧拉描述的基本方程和构形转换关系,提出了非线性固结过程中超静孔压与孔隙比之间的严格函数表达式。在Morris提出的线性有限应变一维固结解析解答基础上,得到双面排水情况下正常固结和自重固结土体的超静孔压解析解。分析和讨论了超静孔压的非对称分布特征及其影响因素。结果表明,无量纲参数N在超静孔压分布形态上起决定作用。在N不接近于0的情况下,按经典Terzaghi固结理论的超静孔压对称性分布假设将不再适用于非线性固结问题。     

循环荷载对粉质黏土力学性质的影响

通过等压固结静、动三轴试验,研究了渤海湾粉质黏土在循环荷载作用下的动力性质和循环荷载后不排水静力性质。试验结果表明,循环应力幅值比越大,平均轴向应变和轴向应变幅值越大;循环应力幅值比达到0.4时,平均轴向应变和轴向应变幅值随着循环周数增加迅速增大;循环应力幅值比相同,固结应力越大,轴向应变幅值越大,而平均轴向应变越小。在较大的循环应力幅值比下,平均孔压比值和孔压幅值比值随着循环周数的增大会达到稳定;循环应力幅值比越大平均孔压比值和孔压幅值比值均越大;相同循环应力幅值,固结应力越大平均孔压比值越小,而固结应力对孔压幅值比值影响较小。循环荷载的作用会导致循环荷载后不排水剪在q-p’平面上有效应力路径和孔压发展表现出超固结土的性质。     

淤泥质土固结过程孔压及变形规律研究

对深入了解土在外荷作用下的孔隙水压力与变形变化规律对研究土的排水固结机理具有重要意义。对黄石地区淤泥质土进行分级加荷与一次性加荷的各向等压固结试验及单向固结试验,分析全过程孔压与变形的变化规律,结果表明：两种加荷方式孔压消散的规律并不相同,当孔压降到相应某临界值以下时,固结过程会变得缓慢,即使在较大的外荷载作用下,土中孔压反映也远不如加载初期明显。固结排水过程具有阶段性,这主要是自由水与孔隙水排水速度变化所引起的。黄石淤泥质土的主固结时间总体在5-100min范围内,当固结压力接近先期固结压力时固结系数最小,而次固结系数约为最大值。     

一维小变形主、次固结耦合理论模型分析

基于丁洲祥等提出的大变形主、次固结耦合模型,研究了在小变形情况下退化的主、次固结耦合模型。首先对该模型进行了无量纲化处理,引入了新的主、次固结耦合系数 。当 0时,模型即退化为经典的Terzaghi固结模型。采用有限差分法分析了新模型中超静孔压的变化规律发现,当主、次固结耦合系数 时,固结初期的超静孔压出现类似Mandel效应的增大现象,并且 值越大,这种现象愈加明显;Terzaghi主固结理论预测的超静孔压值一般会偏小于考虑主、次固结耦合情况下的结果。上述现象区别于Mandel效应的本质原因在于主、次固结耦合效应,这与殷建华等的EVP模型较早论述的黏性效应本质是一致的,但本文模型的表述相对而言更为简洁。最后结合Mesri和Godlewski的 概念,提出了 的确定方法及模型的改进形式,其结果为主、次固结耦合理论的深入研究和工程应用提供了新的参考。     

软黏土层一维有限应变固结的超静孔压消散研究

根据土力学固结理论计算分析软黏土层固结过程的超静孔隙水压力值,确定软黏土体固结过程的强度增长,对排水固结法处理软土地基至关重要。软黏土层固结过程中土体变形较大时,有限应变固结理论和小应变固结理论计算分析软黏土固结所得结果差异较大。利用非线性有限元法及程序,通过对软黏土层固结工程算例的计算结果分析,研究了有限应变固结理论和小应变固结理论计算分析软黏土层一维固结超静孔压值消散的差异;探讨了软黏土体一维固结过程中,几何非线性、土体渗透性变化和压缩性变化对超静孔隙水压力消散的影响。研究结果表明,当土体的变形较大时,有限应变固结理论计算出的超静孔压要比小应变固结理论得到的值消散的更快。考虑土体固结过程中渗透性的变化时,超静孔压消散变慢;可用软黏土渗透性变化指数ck 反映渗透性变化对超静孔压消散的影响,渗透性变化指数ck值越小、超静孔压消散越慢。固结过程中软黏土压缩性的大小及变化也影响超静孔压的消散,可用软黏土的压缩指数cc反映固结过程中压缩性的大小及变化对超静孔压消散的影响,软黏土的压缩指数cc越小,固结过程软黏土层中的超静孔压消散越快。     

一维回弹试验中卸载条件下的负超孔隙水压力响应

针对卸载条件下的孔隙水压力(简称孔压)响应问题,通过一维加载压缩和卸载回弹试验,研究了不同卸载量和卸载速率对孔压变化的作用影响,并基于Terzaghi一维固结理论建立了线性加载和卸载条件下孔压响应的预测方法,结合固结-渗透联合试验测定的压缩和回弹条件下的固结系数,评估了该类预测方法对于卸载条件下孔压响应预测的适用性。结果表明,卸载产生的负超孔压随着卸载量和卸载速率的增加而增加,在卸载初期,超孔压减小速率较快,之后则以近似恒定的速率减小,而基于Terzaghi一维固结理论建立的孔压预测方法并不完全适用于分析卸载过程中的这类孔压响应特性。     

用孔压静力触探和室内固结试验求取土的固结系数的对比研究

土的固结系数是软土地基计算与处理设计中的关键参数，本文根据先进的孔隙水压力静力触探技术现场测试求出的固结系数和室内固结试验所求固结系数，进行了大量统计对比研究，发现两者之间存在很好的线性相关关系，并论述了两种方法求取固结系数的原理及步骤，以及孔压静力触探求固结系数的许多优点。     

基于孔压静力触探确定土体的渗透系数

近年来许多研究者致力于通过孔压静力触探(CPTU)确定土体的渗透系数,但是存在偏差大,而且不能从机制上清楚地解释孔压静力触探确定土体渗透系数的原因。为了应用孔压静力触探现场快速地确定土体的渗透系数,在总结前人对孔压静力触探确定土体渗透系数方法的研究基础上,提出孔压静力触探时锥头处呈球冠形孔隙水流动的计算模型,假定锥头处初始超孔隙水压力为负指数型分布,推导出土体渗透系数的表达式,并且结合现场实测数据,将所提出的方法与已有的方法进行对比分析。研究发现：所提出的方法扩大了现有方法的应用范围;渗透系数计算结果受锥头角度的影响较大,随着锥头角度的增大而增大;针对国际上通用的60°角的标准锥头,所提出的方法计算的渗透系数大于前人的方法,而且更接近室内外试验结果。     

Numerical study of partially drained penetration and pore pressure dissipation in piezocone test

The piezocone penetration test (CPTU) is commonly used as a fast and economical tool to identify soil profile and to estimate relevant material properties in soils ranging from fine to coarse-grained. Moreover, in the case of fine-grained soils (clays and silts), the consolidation coefficient and the permeability can be estimated through the dissipation test. Undrained conditions are commonly assumed for the interpretation of CPTU in fine-grained soils, but in soils such as silts, penetration may occur in partially drained conditions. This aspect is often neglected in data interpretation thus leading to an inaccurate estimate of soil properties. This paper investigates numerically the effect of partial drainage during penetration on the measured tip resistance and the subsequent pore pressure dissipation response contributing to a more accurate interpretation of field data. A realistic simulation of the cone penetration is achieved with the two-phase Material Point Method, modelling the soil response with the modified Cam-Clay model. The approach takes into account large soil deformations induced by the advancing cone, soil–water, and soil–structure interactions, as well as nonlinear soil behavior.     

Compression behavior of reconstituted soils mixed with bentonite for a cutoff wall in a landfill site

Soil-bentonite (SB) backfill is used extensively in cutoff walls at landfill sites; the walls are used as engineered geotechnical barriers for contaminant control. With increasing bentonite content, the coefficient of consolidation and hydraulic conductivity of the SB decrease. However, when the bentonite content is increased beyond a certain percentage, the hydraulic conductivity of the SB decreases very little. One of the aims of this paper is to introduce the concept of optimal bentonite content (OBC) for SB cutoff walls, in which the hydraulic conductivity (k_h) is expected to be lower than 1?×?10^?9 m/s. Additionally, the paper introduces a new index consolidation stress ratio, c_vσ′, which is used to obtain the OBC. For this study, the initial water contents of the SB backfill material are selected to be 0.8, 1.0, and 1.2 times their corresponding liquid limits. The clayey soils are amended with different bentonite contents, 0, 5, 8, and 10% (by dry weight basis) for the oedometer tests. Then, piezocone penetration test (CPTU) is applied in SB cutoff wall at a landfill site in Jingjiang city, China. The results of the laboratory and field studies show that the introduction of a new index, c_vσ′, is very useful for calculating the OBC and for evaluating the coefficient of consolidation and hydraulic conductivity of SB backfill. The advantage of SB backfill with OBC is that it can achieve the design requirement of very low hydraulic conductivity and improve the safety reserves.     

In Situ Pore Water Pressure Dissipation Testing of Marine Clay under Reclamation Fills

In situ dissipation tests provide a means of evaluating the in situ coefficient of horizontal consolidation and horizontal hydraulic conductivity of soft clays. Dissipation tests by means of piezocone (CPTU), dilatometer (DMT), self-boring pressuremeter (SBPT) and BAT permeameter (BAT) were utilized in the characterization of the coefficient of horizontal consolidation and horizontal hydraulic conductivity of Singapore marine clay at Changi in a land reclamation project. Dissipation tests were carried out prior to reclamation as well as after ground improvement with vertical drains to compare the changes in the coefficient of horizontal consolidation and horizontal hydraulic conductivity prior to and after ground improvement. Tests were carried out in a vertical drain area as well as in an adjacent untreated control area after 23 months of surcharge loading, for comparison purposes. The purpose of this research is to determine the horizontal consolidation parameters of Singapore marine clay prior to reclamation as well as after 23 months of surcharge loading with and without vertical drains by means of in situ dissipation tests.     

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。     

软黏土固结系数确定方法探讨

根据揭普高速原状软土的室内固结试验结果和现场实测结果,对7种固结系数确定方法的原理、精度、使用简便性、优缺点等进行了比较研究。研究结果表明,三点法和时间平方根法是较好的方法,但采用时间平方根法时其固结试验应采用较大的加载比。研究还发现,同一场地单元、同类软土、不同土样的固结系数离散性较大。实际工程中,同一单元地段应进行多组固结试验计算固结系数,剔除较高值者,取余下均值为该地段的固结系数。     

取样扰动对固结系数的影响研究

在软土工程中,地基土的固结系数是重要参数。目前固结系数的选取主要根据室内固结试验得到的沉降与时间曲线得到。但已有的研究成果表明,室内试验获得的固结系数远低于现场资料反演得到的固结系数,取样扰动是一个重要的影响因素。根据Hong & Onitsuka的扰动度定义,推导了取样扰动对固结系数的影响,并引用了大量的试样数据验证了分析的合理性。     

孔压静力触探(CPTU)确定地基土压缩模量方法研究

基于最小二乘法求解超定方程组原理,通过参数反分析,探讨了多层地基条件下,结合地基沉降资料,利用CPTU原位测试技术快速确定地基土压缩模量的方法研究,以求按照土层获得不同的压缩模量与锥尖阻力的经验系数.并结合崇启大桥北接线工程的CPTU试验进行了实例计算.结果表明:CPTU计算压缩模量是室内试验的2倍,与其他原位试验结果...