振冲密实加固珊瑚砂地基地震响应振动台模型试验研究

珊瑚岛礁地基处理问题日益突出,为研究珊瑚砂场地的振冲加固处理效果,分别对振冲加固的珊瑚砂地基和未经振冲加固的松散珊瑚砂地基进行振动台模型试验,收集并对比分析了孔隙水压力和加速度响应规律。结果表明,振冲加固后的珊瑚砂地基在经历0.1g地震时超孔压持续缓慢增长并直至激励结束,未经振冲加固的珊瑚砂地基在激励输入3～4 s内超孔压迅速上升并达到稳定,并且整个地震模拟过程中加固地基超孔压始终小于未加固地基。振冲可有效降低地震输入时珊瑚砂地基的超孔压发展,振冲加固后的珊瑚砂地基在0.1g地震作用下超孔压较未加固的松散状态下降了37.2%～67.3%。经振冲加固后的珊瑚砂地基可有效减少加速度的放大效应。振冲加固后的放大系数为未加固地基的78.1%～91.1%。     

吹填珊瑚砂地基处理技术比较分析

通过介绍珊瑚砂吹填料工程特性,结合某岛国机场跑道地基处理工程,对吹填珊瑚砂地基处理方式进行比选分析,并针对振动碾压和冲击碾压两种处理方式开展小区试验,通过分析碾压影响深度及沉降变化,最终选用振动碾压地基处理方式。该工程已经完工,取得良好技术经济效益,可为类似工程提供借鉴。     

无填料振冲法处理新近吹填粉细砂地基的工程应用

唐山港曹妃甸港区煤码头二期（新近吹填区域）采用无填料振冲施工工艺对粉细砂地基进行处理,消除了地基液化,提高了承载力,减小长期地基变形。在大面积施工前,采取不同桩间距（2.2、2.5 m）进行试验,用标准贯入法检测,分析其地基承载力及液化消除情况,对大面积施工提供参考数据。     

水泥改良风积砂负温动力性能与流变特征研究

为研究水泥掺量对风积砂改良效果影响及不同负温、频率下的改良风积砂动力特征,开展了单轴、动力循环加载和蠕变试验。通过单轴试验获得了不同水泥掺量的改良风积砂7、28 d单轴抗压强度,并结合冻胀量随时间变化规律确定了最优水泥掺量;通过动力循环试验测定了不同次数的滞回曲线,确定了改良风积砂动弹性模量衰减、动损伤和阻尼比的演化规律;通过流变试验确定了能够描述滞回曲线流变特征的西原模型参数,建立了屈服前后滞回曲线的演化方程,并给出了每个循环内的时间划分标准。研究发现：（1）电镜观测显示水泥在风积砂颗粒间形成絮状连接结构,增加颗粒间的黏结强度,有效抑制动力损伤发展;（2）负指数模型可以描述改良风积砂动弹性模量衰减特征,阻尼比随加载次数增加逐渐变大,最终趋于某一定值,掺入水泥可以有效控制阻尼比发展;（3）提出了考虑围压影响的改进西原模型,根据实际加载特征建立了滞回曲线的加载方程,最小二乘原理可以对流变参数进行识别。     

珊瑚砂振冲密实加固响应室内模型试验研究

随着海洋岛礁工程的大力推进,吹填珊瑚砂地基的密实加固问题开始备受关注。利用自主研发的室内振冲器开展了珊瑚砂饱和砂土地基的室内振冲模型试验研究,深入分析了振冲过程中动孔隙水压力、水平动土压力等动参量的响应规律,探讨了振冲后沉降变形、相对密实度的变化特征。结果表明：松散珊瑚砂地基的密实度在经过两次双点振冲反复加固后均提升至中密。其中相对密实度在振冲点位处的提升效果较其余位置更为明显,并且中层或深层区域的加固效果优于表层区域。在超孔隙水压力方面,其最大值出现在振冲珊瑚砂地基过程中的贯入阶段,并且在留振开始时出现衰减现象。珊瑚砂地基在振冲器上拔过程中超孔隙水压力发生断崖式下跌。在第2次贯入时,超孔隙水压力比的峰值较首次出现显著下降。超孔隙水压力比等值线云图表明,振冲过程中的超孔隙水压力比等值线呈现平行分布。珊瑚砂浅层水平土压力随振冲器的贯入与拔出均呈现增加态势,深层水平土压力则呈现减少态势。     

深厚软土地基综合处理技术试验研究

根据深厚软土地基的特性及地基处理要求,结合碎石垫层、轻型井点排水固结、强夯法、振冲碎石桩4种地基处理方法的综合处理技术优势,开展地基综合处理技术试验研究。对处理过程中地下水及孔隙水压力等指标进行了细致的监测,并对处理前后的地基承载力进行对比分析,结果表明,该综合地基处理方法可弥补单一地基处理方式的缺点,能够有效提高地基承载力。本文可为后续的同类地基处理工程施工提供借鉴。     

振冲碎石桩在松散软弱地基中的工程实践效果

本文介绍大连市引碧供水工程的大沙河倒虹吸地基中采用振冲碎石桩进行加固处理的工程实践。文中对振冲碎石桩的加固设计、施工和检测结果及其消除细、中砂地基论危险性的效果等作了重点的全面的评述和论证。工程实践的对比结果表明，在本工程中应用振碎石桩加固将是理想和经济的最佳选择。     

振冲碎石桩地基有限元分析的复合模型研究

从振冲碎石桩的变形、受力机制出发,提出相应的假设条件,利用弹性力学和Biot固结理论建立了可以考虑固结问题的振冲碎石桩复合的平面有限元分析弹性复合模型,并编制相应的有限元分析程序APOSE。通过算例考证了APOSE的可靠性和有效性,APOSE程序可以用于分析研究振冲碎石桩地基、砂井地基等类似复合地基沉降变形和固结问题。     

风积砂毛细现象的试验研究

为了研究颗粒配比对风积砂中毛细现象的影响,本文通过9种不同颗粒配比的风积砂进行室内竖管法毛细水上升高度试验,得出了如下结论:(1)在单一砂样试验中,粗砂(粒径0.5～2 mm)、中砂(粒径0.25～0.5mm)、细砂(粒径0.075～0.25 mm)、粉土(粒径<0.075 mm)的最大毛细水上升高度分别为7.5 cm、16.0 cm、30.5cm、98.0 cm;(2)在混合砂样试验中,中砂和粉土以9:1、8:2、7:3、1:1混合,最大毛细水上升高度分别为32.0 cm、51.0 cm、71.0 cm、73.0 cm。揭示了风积砂平均粒径越小,最大毛细水上升高度越高,并建立了风积砂毛细水上升高度h(cm)-时间t(min)lnh=a(lnt)2+b(lnt)+c形式的预测模型,其中a、b、c是与风积砂物理性质有关的物理量,为生态保护及工程应用提供参考依据。     

云南鲁基厂水电站坝基振冲试验与施工

鲁基厂水电站坝基建在覆盖层地基上,地基为砂卵砾石层、块石层、泥质粉细砂等地层互层,天然地基承载力不能满足设计要求,采用180 kW大功率电动振冲器加钻机引孔的施工工艺,解决了地层复杂、振冲加固处理深度大的施工技术难题。     

风积沙地基斜柱基础上拔水平力组合荷载试验

对不同埋深、不同底板宽度和不同露头高度的风积沙地基斜柱式扩展基础,在上拔与水平力组合荷载作用下的承载变形特性、基础底板与风积沙地基之间的接触压力变化规律开展现场试验研究。结果表明,由于风积沙地基的散体结构特性,上拔与水平力组合荷载作用下斜柱式扩展基础的强度机理可概括为：风积沙地基被压缩挤密－塑性区出现和发展－整体上拔破坏的渐进破坏过程,地基破裂面具有不对称性。水平荷载大小、深宽比及嵌固程度是决定斜柱式扩展基础抗拔承载力的重要因素,增加基础深宽比及嵌固程度可有效提高基础稳定性。     

沙漠地区风积沙地基输电线路装配式基础真型试验研究

沙漠风积沙地基输电线路杆塔基础设计是当前我国电网建设中的关键研究课题之一。沙漠风积沙属于特殊土地基,这种地基上的输电线路装配式基础缺少相关设计依据。针对沙漠风积沙地基输电线路基础工程的特点,进行了输电线路装配式基础的真型试验,得到了上拔与水平荷载、下压与水平荷载联合作用下的承载变形特性、基础构件的应变特性、基础底板与风积沙地基之间的接触压力变化规律。根据测试结果,确定了沙漠地区风积沙地基装配式基础的地基承载力和上拔角取值,得到了基础稳定的最不利工况,有助于提高基础设计的可靠性和合理性。试验结果为沙漠地区台远-塔中220 kV输电线路基础工程的设计提供了依据。     

风积沙作为路基填料的静力特性研究

风积沙颗粒细小、级配差、无粘性。使用风积沙作为沙漠公路的路基填料具有与一般路基填料不同的力学性质。选用新疆、内蒙、陕西3省（区）典型风积沙,进行了原材料的级配、天然含水量、相对密度等试验。在此基础上进行了风积沙的CBR、回弹模量、压缩以及室内剪切试验。根据风积沙的特性制定了有别于常规的试验仪器和试验方法。利用图表和回归分析的方法分析了风积沙的贯入压力-贯入应变、单位压力-回弹变形、垂直压力-抗剪强度、压力-压缩模量等性质。考虑到沙漠地区干旱少雨的特点,试验过程中对于风积沙采用了不同的干密度和含水量,得出了不同压实标准情况下的“沙基应力-变形特性”。     

吉林省通榆县地方氟中毒与地质环境关系的研究

各类型氟中毒病区与各类地质环境存在着明显的一致性。中、重病区类型区分布于地下水迳流的区域汇水区 冲积湖积低平原 水化学作用的元素富集区。单一中病类型区分布在迳流区——汇水区的过渡带 风砂覆盖的冲积湖积平原和冲积湖积平原的结合部 水化学作用方向的砂丘水对致病水层的补给淡水。单一轻病类型区分布在地下水的迳流区 风砂覆盖的冲积湖积平原 水化学作用方向的元素迁移区。镶嵌于中、重病类型区内的轻病区分布在冲积平原(霍林河河漫滩) 水化学作用方向为河水的对致病水层补给淡化。饮水氟含量与氟骨症患病率呈定域正相关关系,当饮水氟含量超过6 mg/l时,患病率保持基本不变。影响氟中毒滋生的诸地质环境因素中地下水动力条件起着根本性作用。     

Wind tunnel experiments on vertical distribution of wind-blown sand flux and change of the quantity of sand erosion and deposition above gravel beds under different sand supplies

Wind tunnel experiments were carried out with respect to the vertical distributions of wind-blown sand flux and the processes of aeolian erosion and deposition under different wind velocities and sand supplies above beds with different gravel coverage. Preliminary results revealed that the vertical distribution of wind-blown sand flux was a way to determine whether the gobi sand stream was the saturated one or not. It had different significances to indicate characteristics of transport and deposition above gobi beds. Whether bed processes are of aeolian erosion or deposition was determined by the sand stream near the surface, especially within 0–6 cm height, while the sand transport was mainly influenced by the sand stream in the saltating layer above the height of 6 cm. The degree of the abundance of sand supply was one of the important factors to determine the saturation level of sand stream, which influenced the characteristic of aeolian erosion and deposition on gravel beds. Given the similar wind condition, the sand transport rates controlled by the saturated flow were between 2 and 8 times of the unsaturated one. Those bed processes controlled by the saturated flow were mainly of deposition, and the amount of sand accumulation increased largely as the wind speed increased. In contrast, the bed processes controlled by the unsaturated flow were mainly of aeolian erosion. Meanwhile, there was an obvious blocking sand ability within the height of 0–2 cm, and the maximal value of sand transport occurred within the surface of 2–5 cm height.     

考虑倾角与开度的薄基岩裂隙溃沙特性研究

顶板溃沙是我国西部矿区浅埋煤层开采过程中面临的安全威胁之一。利用自行研制的裂隙溃沙试验系统,开展无水条件下风积沙溃沙过程的模拟试验,研究沙层厚度、裂隙倾角和裂隙开度对溃沙速率的影响,获得不同影响因素与裂隙中风积沙流动速率之间的定量关系。研究发现,沙层厚度的变化对溃沙速率几乎没有影响;裂隙倾角的变化对溃沙速率有明显的影响,在裂隙开度一定的情况下溃沙速率随着裂隙倾角的增大而增大,两者之间呈对数关系;裂隙开度对溃沙速率的影响较为显著,裂隙倾角一定时溃沙速率随着裂隙开度的增大而快速递增,两者之间符合指数关系;裂隙开度对溃沙速率的影响权重最大,而沙层厚度的影响权重可以忽略。该研究成果可为西部煤矿溃沙灾害的防治提供理论依据和科学指导。     

基于微观结构的青藏高原风积沙导热系数变化机理研究

风积沙作为青藏高原一种重要的局地因素, 改变了多年冻土的赋存条件. 风积沙的导热系数特征对预报分析其对冻土赋存有利或者不利具有重要作用. 采用非稳态法对青藏高原红梁河风积沙进行了导热系数测试, 并结合电镜扫描/能谱分析, 从微观结构的角度探讨了风积沙的导热系数变化机理. 结果表明: 研究区风积沙平均粒度为242.427 μm; 标准偏差值为0.125, 分选极好; 偏度为0.359, 接近对称; 峰度值为1.086, 峰态中等; 颗粒粒径主要分布在75～500 μm之间, 沙粒均匀, 不含黏土及砾石成分, 自然堆积状态下其孔隙率为0.391. 天然状态下的风积沙颗粒呈类球形, 颗粒磨圆度高, 点与点接触, 颗粒间孔隙较大; 表面有明显撞击坑和擦痕, 这导致颗粒的比表面积增大, 连通性增强, 孔隙率增加. 干燥状态下风积沙颗粒的相互接触面积较小, 孔隙由空气填充, 导热系数较低; 而在湿润状态下, 正温时孔隙中的水间接增大了风积沙的接触面积, 导致其导热系数增大; 负温时, 孔隙内的水变成冰, 从而导致导热系数进一步增大. 天然状态下, 暖季地表风积沙含水量较低, 导热系数较低, 而冷季地表风积沙含水量较大, 导热系数较大. 此外, 风积沙为颗粒物质, 表面光滑, 颗粒之间粘性小, 孔隙未被填堵, 结构松散, 这些因素导致自然堆积状态下其渗透系数较一般细砂大, 透水性良好, 保水性差, 是防冻胀较好的换填材料.     

黄河源区玛多县沙漠化成因与发展过程

通过分析黄河源区玛多县沙漠化的成因和过程,结果表明,玛多县沙漠化成因类型有三种,分别为固定沙丘/古沙丘活化、滑塌陡坎及风蚀斑块,其形成都与多年冻土退化相关.在固定沙丘或古沙丘分布区,冻土退化导致热融沉陷,形成沉陷坑,沉陷坑边缘形成拉裂缝或陡坎,使下伏松散沙露出.在斜坡上,冻土退化形成滑塌陡坎,使底层土壤从侧面暴露.在平坦的冲积平原,差异性冻胀和融沉导致草皮拉裂,形成积水坑洼,冻土退化导致土壤变干,土壤的底层暴露.下伏风成沉积物暴露后,遭受风蚀,形成侧向凹槽,致使上部土体坍塌,使更多的风成沉积物暴露,这些过程的不断重复,使风蚀坑、陡坎、风蚀斑块扩大相连,最终形成流动沙丘、风蚀劣地、戈壁等地貌.     

砂土地基和粉质黏土地基基坑悬臂开挖离心模型试验

分别开展砂土和粉质黏土两种典型土质条件下基坑悬臂式开挖离心模型试验,详细叙述试验过程中所要解决的关键问题,并提出合理的解决方案。通过对比分析两组试验结果,得到以下结论：非饱和土地基制备中参数控制困难,分层夯实法有待进一步改进,而砂雨法制备的砂土地基参数可控性更好;两组试验的结果有差异,砂土地基试验所呈现的土压力、地基变形、支护弯矩的变化规律更好,因此,岩土离心试验可适当考虑以砂土代替非饱和土;对于采用悬臂式支护结构的基坑,开挖引起的地表沉降曲线在砂土中呈指数型,而在粉质黏土中呈直线型;开挖引起的粉质黏土地基土体位移范围较砂土地基更大;开挖引起的砂土中挡墙弯矩较粉质黏土更大,砂土和粉质黏土中最大弯矩位置都随开挖逐渐下移;在砂土试验中开挖引起主动区土压力各处均减小,而在粉质黏土试验中开挖引起土压力在挡墙底有增大趋势。该基坑工程离心模型试验过程及数据处理方法可为进一步试验提供参考。