海相淤泥软土地基强夯置换砂桩试验分析

针对某海相淤泥软土的处理工程,选取了一强夯砂桩置换试验区,监测了强夯置换过程中夯坑及其周围土体的变形,超孔隙水压力的增长和消散情况以及深层土体水平位移。分析结果表明,单个置换砂桩夯击8次较为合理;强夯置换后静置一段时间,可以有效减小强夯过程中的超静孔隙水压力,且一遍强夯后静置7 d后超孔隙水压力基本消散完;深层土体的水平位移主要发生在地表以下3～6.5 m深度范围内。     

低能量强夯法加固粉质黏土地基试验研究

结合上海某铁路集装箱中心站地基处理工程,针对其场区上部粉质黏土、下部砂质粉土的地基条件,对低能量强夯法加固此类地基的适用性进行了现场试验研究。通过对夯击过程中超静孔隙水压力随夯击次数、深度、距离的变化规律及在不同性质土层中的增长与消散规律的研究,提出了运用试验手段确定强夯夯击次数、夯点间距、有效加固深度及两遍强夯间隔时间等施工参数的方法。同时,用静力触探试验和标准贯入试验对地基加固的效果进行了检验,结果说明低能量强夯法加固粉质黏土地基的适用性,从而进一步拓宽了低能量强夯法的应用范围。     

强夯法加固岷江防洪堤粉土地基的效果检验

对宜宾市岷江防洪堤工程粉土地基进行了强夯法加固现场试验,介绍了试验区强夯法的施工设计和现场检测与室内试验结果。强夯法加固地基现场检测结果表明,采用1 600 kN?m的夯击能使该粉土地基有效加固深度达到8 m。 当夯点间距为5 m,强夯2遍,满夯1遍后,现场检测和取土实验结果表明：由于强夯作用,粉土层的干密度明显增加,压缩性和渗透性降低。在天然地基中,32.2 %的标准贯入击数小于5,强夯以后,标准贯入击数全部大于7。粉土地基经过强夯处理后,满足了防洪堤地基对承载力和渗透性的要求,消除了Ⅶ度地震液化势。采用正三角形夯点布置区的加固效果明显优于正方形夯点布置区的加固效果。     

离石地区湿陷性黄土地基强夯参数的试验研究

针对离石地区超高填方下深厚湿陷性黄土地基强夯加固参数及效果开展了系列试验研究,分析了强夯前、后各试验区平均夯沉量和土体主要物理力学指标的变化规律,并给出2 000、3 000、6 000 kN•m 能级条件下强夯加固的夯点中心距、最佳击数、停夯标准及有效加固深度等主要参数,在此基础上确定了强夯有效加固深度的估算方法。试验结果表明,离石地区深厚湿陷性黄土地基强夯处理后加固效果显著,有效加固深度范围内黄土湿陷性基本消除;离石或类似地区湿陷性黄土地基采用2 000 kN•m及其以上能级进行强夯处理后,地基承载力特征值均可达到300 kPa以上,土体变形模量大于25 MPa,强夯有效加固深度可采用修正Menard公式进行估算,修正系数可取0.35～0.37;2 000、3 000、6 000 kN•m 能级强夯最佳击数分别为11、10、10击,有效加固深度分别为5、6、9 m,夯点中心距分别为4、4、5 m,且分别可将点夯最后两击的平均夯沉量不大于5、5、10 cm作为停夯标准。试验研究成果可为同类工程的设计与施工提供参考。     

湿陷性黄土地区高速公路强夯路基及其特性

西部山区修建高速公路穿越湿陷性黄土地区时面临诸多设计和施工问题。选择国道312线典型湿陷性黄土地基试验段,进行了不同夯击能量的强夯试验。通过对强夯土体室内、外试验结果分析,揭示了强夯前后湿陷性黄土的变化规律,得出:压实度与孔隙比呈线性递减关系;压实度不小于95%时施工含水量的合理范围应控制在11.9%～15.4%,土体分布-1～-5 m;2 000 kN.m、3 000 kN.m、6 000 kN.m强夯的加固深度分别为5～6 m、6～7 m和8.5～10 m,大于加固深度后地基土强度提高不明显。     

低能级强夯在安哥拉Quelo砂中的应用

针对安哥拉具浸水软化和湿陷的Quelo砂,采取不同夯击能（1 000、2 000 kN·m）和不同工况（天然、最优含水率）4种组合方案进行强夯加固对比试验,分析了强夯前、后各试验场地Quelo砂干密度、孔隙比、重型动力触探击数以及湿陷系数等指标的变化规律,提出了Quelo砂地基土在不同工况下的强夯影响深度、有效加固深度建议值和修正系数a。试验结果表明,在增湿的条件下较低能级强夯时Quelo砂的物理力学指标虽然能够显著提高,但湿陷性消除不明显,夯击能足够高时湿陷性才能够进一步被消除,增湿条件下消除Quelo砂湿陷性的强夯施工存在一个夯击能阀值。     

强夯法加固沙漠土地基处理试验研究

对内蒙沙漠土进行8 000 kN m、6 000 kN m、4 000 kN m、3 000 kN m能级强夯法地基处理试验,通过标准贯入试验、动力触探试验和平板载荷试验对强夯后的沙漠土进行检测,得出各种能级强夯对沙漠地区填方区、挖方区处理后的有效加固深度和承载力。对强夯法处理沙漠土的一些规律进行总结,给出各种强夯能级能够处理的有效加固深度、夯点间距等设计施工参数,供类似地质条件下强夯地基处理工程借鉴参考     

预排水动力固结法处理吹填粉土地基的试验研究

为加固新近吹填的处于流塑状态的粉土地基,首先采用轻型井点降水和动力碾压的方法使地基具有一定的初始承载力。然后,施加较大的强夯动力荷载,从而使地基承载力得到显著提高。这一新的综合加固技术称之为预排水动力固结法。通过现场测试,研究了施工过程中诸如井点降水的影响范围、强夯时孔隙水压力的变化范围、深层沉降的变化等问题。同时,对强夯夯击遍数、每点夯击次数、遍与遍之间的间隙时间等有关问题进行讨论。研究表明,预排水动力固结法可显著提高吹填粉土地基的承载力。     

深厚拋填黏性土中强夯有效加固深度及加固效果应用研究

结合合肥某深厚抛填黏性土强夯地基处理项目,介绍了8000 kN·m能级强夯夯击情况,通过静力触探试验、标贯试验、室内土工试验、浅层平板载荷试验研究,分析了抛填厚度8～10 m、含水率19.5%～30.8%、塑性指数17.6～21.8的黏性土强夯前后主要物理力学性质指标的变化,研究了高能级强夯在深厚抛填黏性土中有效加固深度及加固效果。     

强夯法在城市防洪工程地基加固中的应用研究

对宜宾城市防洪工程中粉土地基强夯加固效果进行了检测,其结果表明：采用1 600 kN ? m夯击能,其有效加固深度大于6 m,地基土的干密度得到了明显增加,平均值从天然地基的1.48 g/cm3增加到强夯后的1.57 g/cm3,增幅达到6.1 %;粉土层的孔隙比平均值从0.852减小到0.724;地基土的压缩模量平均值从5.42 MPa提高到8.27 MPa;渗透系数算术平均值降低到天然地基的1/10以下,即从2.5×10-4 cm/s降低到3.5×10-6 cm/s;天然地基标准贯入击数有32.9 %小于5击,强夯以后,击数全部大于7击。粉土地基经过强夯处理,满足了防洪堤地基的承载力和渗透稳定要求,消除了7度地震液化势。     

竹节桩复合地基沉桩施工超孔隙水压力研究

结合宁波轨道交通4号线东钱湖车辆段竹节桩复合地基处理试验段沉桩施工,开展了土体中超静孔压现场测试,并在考虑竹节桩竹节间空隙对竖向超静孔压分布影响的基础上,推导建立了竹节桩沉桩引起的竖向孔压离散化计算公式。利用建立的离散化计算公式对2 m桩间距试验工况的孔压进行计算,并将计算结果与测试结果进行对比,结果表明:计算结果与实测结果较为吻合,考虑竹节空隙影响的竖向超静孔压计算理论可以较好获得竹节桩沉桩施工引起的超静孔压,可为竹节桩的设计和施工提供依据。     

有明黏土中搅拌桩施工时的孔隙水压力

深层搅拌桩施工时,固化剂的注入与叶片的搅拌作用不可避免地会扰动周围土体,改变桩周土体中的应力状态,产生超静孔隙水压力。在高灵敏性的日本有明黏土中搅拌桩施工时对周围土体中的孔隙水压力进行了现场监测。监测结果表明周围土体中产生了很高的超静孔隙水压力,其量值较土体的初始上覆压力还要大,使土体中的有效应力为零,处于张拉状态,但是该超静孔隙水压力在初始阶段消散得非常快。为分析施工引起的超静孔隙水压力,将搅拌桩施工时和周围土体的相互作用采用受剪的孔穴扩张过程来模拟,提出一种简单的方法来计算搅拌桩施工时周围土体中的超静孔隙水压力,同时考虑了固化剂注入时的膨胀压力与旋转叶片在搅拌时所产生的剪切力的作用。超静孔隙水压力由土的不排水抗剪强度、剪切力、注浆压力和孔隙压力系数所确定。所提出的计算方法得到实测数据的验证。     

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。     

沉桩挤土对孔隙水压力影响的试验研究

软粘土层深厚的地区进行预制桩沉桩将产生超静孔隙水压力的累积,过高的超静孔隙水压力使周围土体及建筑、地下管线等产生较大的变位,甚至产生破坏。以一次沉桩引起的超静孔隙水压力的原型试验,表明,单桩沉桩显著影响范围可达15m,沉桩引起的超静孔隙水压力水平可以达到甚至超过上覆有效土压力,并出现两个不同的相对稳定水平阶段。     

超孔隙水压力对低塑性黏性土桩土界面抗剪强度的影响

研究黏性土中桩土界面的抗剪强度及其参数受超孔隙水压力影响的规律,对工程实践具有重要意义。利用自制的大型恒刚度直剪仪,完成了一系列不同界面粗糙度、不同试样含水率和不同剪切速率试验条件下的直剪试验,分析了在不同试验条件下超孔隙水压力变化规律,进而得到考虑超孔隙水压力的桩土界面抗剪强度及其参数的变化规律。研究结果表明：随着界面粗糙度等级提高,桩土界面超孔隙水压力减小,桩土界面抗剪强度、有效黏聚力和有效摩擦系数增加;随着含水率的增加,桩土界面超孔隙水压力增加,桩土界面抗剪强度降低,含水率对桩土界面抗剪强度的影响主要是改变了桩土界面的黏聚力,黏聚力先增大后减小,对摩擦系数的影响较小;特定试验条件下,随着剪切速率的增加,桩土界面超孔隙水压力增加,桩土界面抗剪强度降低,桩土界面黏聚力先增大后又减小,变化幅度不超过2 kPa,对摩擦系数的影响较小。因此,桩土界面抗剪强度及其参数是界面粗糙度、试样含水率和剪切速率变化引起超孔隙水压力变化共同影响的结果,试验结果可供相关工程设计参考。     

基于修正剑桥模型的三轴试验仿真模拟

基于虚拟现实思想,研制了三轴试验的计算机虚拟仿真课件。介绍了使用Authorware平台开发研制的三轴试验的计算机仿真课件以及太沙基三轴固结过程中孔隙水压力计算公式,详细论述了基于修正剑桥模型的三轴试验土样在不排水剪切过程中超孔隙水压力、应力-应变关系、有效应力和总应力的推导过程,并在课件中编程实现。通过利用课件对三轴试验进行模拟操作,不仅能使学生进行系统的试验前的操作训练,而且能够使学生更深刻地掌握土力学的基本原理。     

旧路改建高速公路中地基强夯效应测试与工艺参数分析

旧路改建高速公路遇到的最主要的问题是地基的不均匀沉降。数值分析表明,对新的天然地基进行处理是解决这一问题的关键。强夯是加固地基的一种有效措施,为了对强夯工艺参数进行优化研究,对夯锤冲击地面过程中产生的动孔隙水压力、动土应力以及夯后超静孔隙水压力的消散过程进行了跟踪测试与分析。结果表明,对以风化料为主的地基,最大夯击数不宜超过4击,而且铺底夯完成2d后就可进行满夯。     

盾构隧道施工引起的土体初始超孔隙水压力分布研究

盾构施工会对周围土体产生扰动,形成超孔隙水压力,引起工后固结沉降。运用应力释放理论推导与衬砌相邻的土体初始超孔隙水压力计算公式。假定扰动范围边界呈圆弧状,确定初始超孔隙水压力的分布范围;同时运用应力传递理论,推导分布范围内任一点土体的初始超孔隙水压力计算公式。通过对实测资料的分析可知,计算值与实测值吻合较好。算例分析表明,与衬砌相邻的土体初始超孔隙水压力呈近似圆形（顶部小、底部大）;随着到衬砌的径向距离增加,土体初始超孔隙水压力呈凹曲线形状;隧道底部的等值线最密,即变化最快;隧道顶部上方土体、不同深度处土体初始超孔隙水压力,以隧道轴线处为最大,呈现类似Peck曲线形状。     

Application of an optimum design technique for determining the coefficient of consolidation by using piezocone test data

For normally consolidated clay, several researchers have developed a number of theoretical time factors to determine the coefficient of consolidation from piezocone test results. However, depending on assumptions and analytical techniques, it could vary considerably, even for a specific degree of consolidation. In this paper a method is proposed to determine a consistent coefficient of consolidation by applying the concept of an optimum design technique over all ranges of the degree of consolidation. Initial excess pore pressure distribution is assumed to be capable of being obtained by the successive spherical cavity expansion theory. The dissipation of pore pressure is simulated by means of a two-dimensional linear-uncoupled axi-symmetric consolidation analysis. The minimization of differences between measured and predicted excess pore pressure was carried out by the BFGS unconstrained optimum design algorithm with a one-dimensional golden section search technique. By analyzing numerical examples and in-situ test results, it was found that the adopted optimum design technique gives consistent and convergent results.