大厚度黄土地区单击夯击能影响强夯加固效果的试验研究

针对黄土丘陵地区高填方下大厚度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6 000、8 000、10 000、12 000 kN·m能级条件下强夯加固的夯点中心距、击数、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,加固后黄土的孔隙比、干密度和湿陷系数可作为强夯加固效果的评价指标;强夯处理后地基土的物理力学指标在满足设计要求时其下限深度即为有效处理深度;在湿陷性大厚度黄土地区,以夯点土和夯间土湿陷性均消除的地基土下限深度可作为有效处理深度。     

强夯法加固夹砂粘土吹填场地的现场试验研究

江苏省连云港赣榆港区陆域采用航道和港池的疏浚土方吹填形成作业港区,吹填工艺以绞吸式疏浚为主,疏浚涉及土层为粘土和砂土,由此形成了粘土和砂土的混合土地基。为了提高地基承载力和均匀性,采用了强夯法对地基进行加固,但是目前对夹砂粘土地基强夯加固的理论和实践较少。为此,以砂夹粘土构成的混合土地基为对象,测试了多种能量单点夯击时的地基土夯沉量、孔压和夯坑周围土体强度等参数,探讨了强夯法加固该类地基的加固深度和水平影响范围。结果表明：对于该类地基而言,有效加固深度修正系数取0.35~0.5为宜;强夯过程中,孔压与强度的增长范围不对应,即孔压影响范围远大于强度影响范围。     

填土地基强夯加固效果研究

针对回填土地基,通过量纲分析得到强夯加固深度和累积夯沉量的计算公式,结合已有工程资料对所提出的计算公式进行验证。结果表明:该公式能够较为精确地预测填土地基的加固深度与累积夯沉量;分析表明:累积夯沉量与加固深度比值随着诸多要素而变化,仅在确定的落距和夯锤半径范围内的才可以作为常数进行推广;最后分析夯锤半径及厚度对强夯效果的影响。     

强夯振动衰减规律及其对建筑安全性的影响

依托工程实例,对粉土场地强夯加固振动衰减规律及其对建筑物的影响开展试验研究,探讨了振动加速度与强夯能量、传播距离之间的关系,建立了2种能级夯击振动加速度衰减公式;提出了建筑物最小安全距离的确定方法及减轻强夯振动影响的工程措施。结果表明:强夯振动加速度峰值近似按指数函数衰减,且强夯能量越大,振动衰减速度越快;夯击振动卓越频率为8—10Hz,振源距对振动卓越频率影响不大;振源距达到50m时,2种能级的强夯振动对建筑物影响均可忽略不计。     

强夯振动加速度的量测及现场试验研究

结合延安新区强夯加固地基工程,进行强夯振动加速度测试现场试验。选取填方区场地,结合地形设计监测方案,以测试强夯波沿水平方向和斜坡的传播规律。在选定试验段的某级填方场地上布置多组加速度传感器,运用多个8通道24位高速采集卡记录强夯振动加速度在平面和斜坡的传播和衰减过程,探讨强夯振动波沿水平面和斜坡的传播规律以及能级对振动加速度的影响。结果表明:径向和竖向加速度值均随与夯点距离的增大而减小;在与夯击点距离相同处,强夯振动波沿水平方向传播的径向和竖向加速度值要大于沿斜坡方向;随着能级的增大,强夯产生的夯击波增强,在与夯击点相同距离处产生的径向和竖向加速度均明显增大。     

软土地基连续强夯置换碎石墩的数值分析

根据土体损伤力学,考虑在冲击荷载作用下土体失效机制,建立了基于ABAQUS软件的连续强夯碎石墩形成过程的大变形非线性轴对称有限元方法。根据室内模型实验和数值模拟对比研究,考虑了每一次冲击荷载下土体失效区域大小对下一击碎石进入土体的影响,得到了每次强夯作用下碎石墩性状和土体变形过程,分析了主要影响因素如不同夯击能、垫层厚度以及锤径条件下夯击次数与碎石墩高度之间的关系。本文结果对强夯工程实践具有指导作用。     

分层强夯联合电渗法处理疏浚淤泥宏细观试验研究

为提高强夯联合电渗法处理疏浚淤泥的效果,提出了分层强夯联合电渗法处理疏浚淤泥的方法。设计了4组室内模型试验,分别采用纯电渗、分1层、2层及3层强夯联合电渗法对疏浚淤泥进行处理,研究分层强夯联合电渗法的处理效果,并通过扫描电镜分析了试验后阴极附近土体的孔隙特征。结果表明：分层强夯联合电渗法加固效果优于纯电渗法,且分层数越多、促进效果越好;分3层强夯的排水量达到6.35 kg、电流强度的衰减得到了较好的抑制效果;分3层强夯比纯电渗法的排水量增加了37.15%,十字板剪切强度增加了41.42%;电镜扫描结果显示,分3层强夯时阴极附近的土体裂缝明显减少,均一化程度最高。     

兰州高坪湿陷性黄土地基处理方法分析

根据兰州地区3处大厚度高坪黄土的天然密度、含水量、土粒比重等物理性质指标沿深度变化的统计规律,分析了计算值-天然孔隙比随这些指标的变化规律,得出黄土天然孔隙比简化的计算公式。藉此分析强夯法、挤密桩法等地基处理方法的合理设计参数:对于强夯法,平均夯沉量可以作为初步设计参数和质量检测指标;对于挤密桩法,确定了加固深度和处理后的孔隙比,即可确定桩间距和桩径的比值。     

新吹填软土地基复式负压固结技术开发

新吹填土含泥量大、含水率大、渗透性差、零承载力,常规地基处理工法无法开展,地基处理面临诸多困难。针对该问题,提出了复式负压固结技术,该技术包括3道工序：改性真空预压、电渗降水和强夯动力固结。改性真空预压使地基得到初步固结,具备一定强度,为后序工作做准备;电渗降水可有效降低夯前地下水位和土体含水率,并促进夯后超孔隙水压力的消散;电渗降水和强夯动力固结多遍耦合,共同对吹填土进行地基加固。现场开展了复式负压固结技术工艺试验、土性试验和沉降变形监测。结果表明,应用于吹填泥的地基处理,改性真空预压可快速提高承载力,电渗法可迅速降低地下水位,有效避免强夯时＂弹簧土＂现象的发生,从而提高了最佳夯击能。复式负压固结技术可以有效地应用于新吹填软土地基。     

Rayleigh波评价强夯加固效果量化分析研究

为实现利用Rayleigh面波准确、高效地评价软弱地基的强夯加固效果,提出Rayleigh面波评价强夯法的量化分析技术。首先将现场采集到的面波频散曲线经过频散分析得到地基不同深度处的剪切波速,在试验室通过对现场取回土样的击实试验和剪切波速测试,得到不同孔隙比时土样所对应的剪切波速,作为本场地土的波速测定参照标准。提出夯击效果评价参数δ,通过对参数δ的计算使得利用Rayleigh面波测试实现对强夯加固效果的量化评价成为可能。最后通过对天津滨海新区某软土场地强夯加固工程的Rayleigh面波量化评价,证实了本方法的可行性。     

基坑被动区加固对基坑支护体系变形和桩后土体沉降的影响

深厚软土地区基坑常用基坑被动区加固的方法来控制支护体系变形.以珠海深厚软土地区某基坑工程为例,采用FLAC3D软件,建立了基坑工程分析模型,计算分析了被动区土体加固深度及加固宽度对基坑支护体系变形和桩后土体沉降的影响.计算结果表明,随着被动区加固深度和加固宽度的增加,桩身位移量和桩后土体沉降量均逐渐减小;桩身位移量和土体沉降量的减幅随着加固深度和加固宽度的增加而逐渐减小,故加固区存在最优加固深度和加固宽度,分别为10 m和12 m左右;桩后土体沉降影响区域范围为2 H,坑外地表最大沉降点在距围护桩0.5 H处.     

双控动力固结法加固软粘土地基的应用研究

饱和软粘土含水率大、渗透性差,强夯处理时,超孔隙水压力不易消散,常规的排水措施效果不佳,而电渗降水已经被证明是一种有效的软粘土排水措施。本文提出了将电渗降水和强夯法相结合的地基处理方法——双控动力固结法,进行了双控动力固结法的处理试验,并与不降水强夯法和井点降水强夯法进行对比分析。结果表明,电渗法可迅速降低地下水位和地基土含水量,有效避免“弹簧土”的产生,提高单点夯最佳夯击能;可有效抑制夯后超孔隙水压力的急剧上升,并促进超孔隙水压力快速消散;在降水速度和土性改良方面,电渗降水优于井点降水。因此,应用双控动力固结法处理软粘土,有着很显著的加固效果。     

城市软土地基组合锤法强夯施工振动效应研究

为研究组合锤法强夯振动对周边场地环境的影响,对南昌市某软土地基进行现场原位试验.考虑距强夯点的距离、振动方向及锤击次数的影响,在各监测点分别布置水平东西、南北向和竖向振动传感器.结果表明:采用组合锤法进行地基强夯施工时,场地竖向振动是需重点监测的内容,振动响应随监测点与强夯点距离的增大而减小;距强夯点50 m范围处地面...     

不同加载方式下黄土累积变形特征研究

土体动力特性主要与其受力状态、土体加载类型、试验控制方式以及荷载等参数有关。以往非饱和黄土累积变形试验研究通过单向动应力加载方式开展相关研究,并不能真实反映土体受力状态。现运用WF-12440型动三轴-空心圆柱扭剪试验系统,通过单向荷载和双向荷载两种不同的动应力加载方式,进行黄土的长期重复载荷试验,对比不同动应力加载方式对非饱和黄土累积变形发展特征的影响。试验结果发现：黄土在单向荷载或双向荷载作用下,其软化指数均随着循环次数的增加,呈非线性减小的趋势,在相同循环振次时,土体软化指数随着动应力幅值的增大而减小;黄土在不同加载方式作用下,软化指数减小速率在循环振次100次以内较快,后期随振次增加,土体软化速率逐渐趋于平稳;黄土在双向荷载作用下,当轴向动荷载较小时,径向荷载的施加,将加速黄土的软化程度,随着轴向动荷载的增大,径向荷载对黄土软化的影响逐渐减弱,其对于黄土变形的影响存在一临界轴向循环动应力。本研究的开展,可更准确地进行不同荷载耦合变化下,黄土场地震陷评估或路基土体变形计算,实现有效控制路基的整体稳定和工后沉降量,以期根据路基土参数预测后期沉降,极具重要的科研和工程意义。     

高山峡谷场地地震动水平峰值加速度传播特性研究

建立了高山峡谷场地的动力计算模型,分析了攀枝花地震动作用下场地水平峰值加速度(HPA)的衰减效应,研究了不同参数对场地HPA传播特性的影响。数值分析结果表明:HPA随深度增加而衰减,HPA在坡脚处比在峡谷处要低一些;在山顶处有放大效应,但放大系数比实际震害要小一些;HPA衰减程度随着阻尼比和模型深度的增加而增加,随着坡比增加而减小,且不受输入地震动峰值加速度影响;在不同频谱特性地震动作用下,当地震波的卓越频率接近计算模型的自振频率时,场地衰减程度会随之增大。     

震源和水听器沉放深度对单道地震勘探的影响

为研究震源和水听器电缆沉放深度对单道地震勘探的影响,建立鬼波影响模型,采用雷克子波模拟震源子波,分析因震源及水听器电缆沉放深度产生的鬼波对一次有效反射地震波的影响,并采用不同震源和水听器电缆沉放深度的数据对本次研究结论进行验证。研究表明：地震剖面分辨率和震源及水听器电缆沉放的总深度呈反比;随着震源或水听器电缆沉放深度的增加,地震剖面的分辨率递减,接收地震波能量从低值递增到最大值,再从最大值缓慢降低到稳定值;当水听器电缆沉放深度小于168.8/f(m)时,接收地震波能量随震源沉放深度变化的波动相对平缓,水听器电缆沉放深度浅有利于地震波的一致性,但沉放深度过浅时接收地震波能量将被极大削弱,会明显降低地震波的有效穿透深度;当震源沉放深度约为292.3/f(m)时,一次有效反射波的峰值和震源鬼波的峰值重叠,接收地震波能量最大;当震源沉放深度大于584.6/f(m)时,不考虑地震波能量在水中衰减的情况下,震源沉放深度继续增加对接收地震波能量的增加无效。     

高速列车振动荷载下水泥改良黄土动力学试验

结合大同-西安高速铁路建设,选取该线路数个不同地貌单元的典型黄土路段采集试验样品,在GDS高级动态三轴测试系统上进行了水泥改良黄土的动力特性室内试验研究.采用正交试验法以优化试验方案.动荷载按照不同黄土层的埋深深度以火车振动衰减规律求取,土样按照不同水泥掺量经击实获得,经过长时间、多振次的动力学试验后获得水泥改良黄土的动弹模、动阻尼以及振陷量;进而探讨土层埋深、水泥掺和比、压实系数、浸水条件和振动次数对土样动力特性参数影响的主次顺序及显著性程度,找出工程最优化方案.结果表明:影响水泥改良黄土振陷量的各因素的主次顺序为:水泥比＞浸水条件＞振动次数＞深度＞压实系数,水泥比和浸水条件影响显著,其它因素无显著影响;动弹性模量影响因素主次顺序;深度＞浸水条件＞水泥比＞振动次数＞压实系数,深度和浸水条件影响高度显著;阻尼比影响因素主次顺序:浸水条件＞水泥比＞振动次数＞压实系数＞深度,水泥比和浸水条件影响高度显著.随着水泥比的增加水泥改良黄土动力特性越好,不存在最优水泥配合比.     

西北地区典型遗址土动模量与阻尼比特性试验研究

通过室内动三轴试验,研究了西北地区遗址土体的动本构关系,得到了模型参数,分析了遗址土体的动剪模量比和阻尼比的特性,并通过归一化处理得出模型参数,结果表明:遗址土体符合Hardin-Dinevich双曲线模型,其相关系数均大于0.991 7,模型参数a、b与土样密度不存在相关性;在相同荷载下,密度越大,动应变和动残余应变越小,其中陕西定边陡沟子明长城墙体土承受动荷载能力下降较快,而草滩段秦长城墙体、瞭望台台基处初始弹性模量和初始剪切模量较小,三处土体硬度较小,易于遭受病害侵蚀破坏,需进行重点加固维护;遗址墙体所建窑洞处土体强度和硬度明显大于长城墙体,动弹性模量和动剪切模量约为其墙体2倍。草滩段瞭望台土体强度和硬度明显大于同地区长城墙体;遗址土体的动剪切模量G/G0随着动剪应变γd的增加而减小,且密度越大,衰减速度越快,阻尼比D随着动剪应变γd的增长,呈现先缓慢增加-急剧增加-缓慢增加的过程,且密度越大,阻尼比越大。按建造年代、建造形制和用途划分、所处地区对典型遗址进行动力特性的对比分析,为今后土遗址加固保护提供理论基础和参考依据。     

多振次循环动荷载作用下软黏土变形与孔压特性试验研究

动荷载作用下土体累积变形、孔压的发展不仅与动应力幅值有关,还与振动次数密切相关。本文通过GCTS空心圆柱扭剪仪对天津海积软土进行循环三轴试验,研究了多振次不同循环动应力下土体的累积变形与孔压特性。试验结果表明:在多振次循环荷载作用下,临界动应力前后土体累积变形发展趋势不同。动应力幅值小于临界动应力,累积应变呈稳定型发展;动应力幅值大于临界动应力,累积应变呈破坏型发展。按照累积应变发展形态的不同,分段建立考虑动应力幅值影响的长期变形公式。同样根据孔压发展趋势,也相应地分段建立了孔压增长预测公式,拟合值与试验值较为吻合。     

循环荷载下南京片状细砂的动应力——应变关系

以片状颗粒成分为主的片状结构砂与常用的圆形颗粒标准石英砂相比,在物理力学特性上有显著的差异。循环荷载作用下,饱和砂土振动孔压上升会导致土体刚度发生软化,当振动孔压累积达到一定水平时,会产生液化现象,从而引起土体结构发生破坏。采用英国WFI动三轴仪,研究了南京片状细砂在循环荷载作用下,静偏应力水平、循环应力比水平和循环次数对其动应力一应变关系的影响,考虑每一次循环过程中动应力—应变关系滞回曲线的卸载及再加载割线动剪切模量Gsec和最大割线模量Gmax的变化特性,建立了动剪模量软化的经验公式;静偏应力水平对动剪模量软化有显著影响,随着循环次数的增加,动应力—应变滞回圈逐渐向应变累积方向滑移和向应变轴方向倾斜,且彼此分离;考虑循环软化特性,采用修正的Masing准则,描述了循环荷载下南京片状细砂的动应力—应变关系。