基于现场试验的闭口静压管桩贯入层状地基桩端阻力研究

在以粉土与粉质黏土为主的层状土地基中,利用桩端装有全截面压力传感器的试验桩,连续高密度采集贯入全过程中的桩端阻力。根据多个贯入行程的桩端阻力曲线,明确了桩端阻力初始贯入土层的变化阶段及连续贯入同一土层的变化阶段,分为线性陡增段、非线性缓增段、平台段、非线性缓降段、线性陡降段;桩端连续贯入穿越多个土层界面时桩端阻力的变化阶段与初始贯入土层相比缺少线性陡增段;连续贯入时,前一行程的陡降初始值与后一行程的陡升终值较为接近,该值能够体现土体弹性压缩的极限,并可以通过土层静力触探Qc平均值进行推算,作为桩基设计依据;对同一土层的多次贯入,最大桩端阻力发生在该土层的初始贯入阶段。沉桩过程中的桩端阻力曲线与静力触探Qc曲线有相似性。分析发现,层状土中每层的最大桩端阻力与静力触探Qc平均值及标准贯入平均击数呈线性关系;稳态的残余桩端阻力与静力触探Qc值及标准贯入平均击数呈线性关系。提出了弹性极限桩端阻力、极限桩端阻力及残余桩端阻力拟合公式,其中极限桩端阻力拟合公式较经验参数法、静力触探法、极限平衡理论有较高的准确度。     

上海地区晚更新世末期暗绿色亚粘土及上部全新世土层的双桥探头触探曲线线型特征与贯入阻力值的变化规律

本文试图根据土层的工程地质特征与静力触探贯入阻力变化之间的内在联系,寻求能代表上海地区晚更新世末期暗绿色亚粘土及上部全新世土层的双桥探头触探曲线线型特征和贯入阻力值的变化规律,作为利用静力触探直测图象较确切地划分土层、确定土名及其特征的地区性解释标志。     

基于应力修正的土体抗剪强度影响因素分析

为探究地基土体在附加应力作用下抗剪强度的变化规律,对传统剪切试验方法进行了改进。通过气压式全自动固结仪预先对试样施加多组精确的附加应力（超出原状土体上覆土重的荷载）后进行快剪试验,以淤泥质粉质黏土与粉土夹粉砂两类土体为研究对象,分析结构与状态的变化对抗剪强度指标值的影响;从受剪土体与剪切盒各层面受力与沉降关系出发,融入剪切面积动态表达式,推导出剪切正应力的修正公式,代入试验计算抗剪强度参数值。结果表明:两类土体受附加应力的影响存在明显的差异,淤泥质粉质黏土以黏聚力变化为主,粉土夹粉砂则体现在内摩擦角上;含水量及孔隙比的改变与土体抗剪强度参数值的变化之间存在反相关关系。     

珠江口地区岩土层工程地质特征及物理力学性质研究

基于港珠澳大桥、深中通道、虎门大桥等工程的精细化勘察成果,分析了珠江口地区岩土层地质特性,区内岩土层可划分为淤泥质软土层、黏土粉质黏土层、中粗砂层、残积土层、不同程度风化基岩共5大层,结合区内水动力环境、沉积物类型、钻孔对比及地质剖面,将研究区划分为河口砂质沉积区、潮流型泥质沉积区、泥砂混合沉积区、浅海泥砂混合沉积区等4类。珠江口地区岩土层的物性参数特征研究表明,随着深度增大,岩土层含水率降低,快剪黏聚力增大,压缩系数减小,压缩模量增大;原状土十字板抗剪强度Cu与软土含水率w呈幂函数相关,与压缩模量Es、快剪黏聚力c呈线性正相关;孔压静力触探试验比贯入阻力ps与含水率w呈对数相关,与压缩系数a1−2呈幂函数相关,与黏性土、砂类土的快剪黏聚力c呈线性正相关,得到的经验公式可为珠江口地区类似场地工程建设提供参考。     

物理力学指标统计选取对基坑设计的影响

为了研究天津某地区是否适合修建大型建筑物,对该地区基坑内的物理力学指标进行统计分析,发现该地区不同土层内还有的土质不同,主要以粉质黏土、粉土、粉砂、粉砂黏土等为主,且每层土体的基本物理力学指标有所不同;对不同土层的固结抗剪强度进一步统计分析,发现粉土的抗剪强度相对较低,但是其峰值较高;粉质黏土的抗剪强度和峰值比较接近,差值没有粉土大;根据不同物理力学指标对该基坑内桩型进行预估,并针对设计施工中需要注意的问题进行分析。     

双桥静力触探法判别上海薄夹层粘土地基液化研究

通过对11项典型工程场地进行原位取土及双桥静力触探原位测试分析,重点研究了上海地区薄层粘性土（或粘质粉土）夹层对液化判别的影响,统计分析了锥尖阻力qc、摩阻比Rf与土层粘粒含量的相关关系,提出了完全依据双桥静力触探试验的地基液化判别方法,在工程应用中取得了显著经济效益。     

上海湖沼平原浅层硬土对单桩承载力的影响

从现有计算单桩承载力的方法出发,结合工程实践分析上海湖沼平原地区浅层硬土对预制短桩承载力的影响.上海泻湖沼泽平原地区的地基土层次分布与上海市区滨海平原有较大差别,存在较厚的浅部硬塑态粉质粘土和中密性砂质粉土层(称为浅层硬土),该层土具有压缩性低、承载力高的特点.通过现场静载荷试验比较了按现行规范计算单桩承载力和实测结果的差异,分析了浅层硬土中预制短桩的极限侧摩阻力,讨论了侧摩阻力和静力触探比贯入阻力的关系,所得研究结果可为今后相关场地的类似工程建设提供参考.     

深海沉积物贯入阻力影响因素及其变化规律

深海沉积物土工力学特性是深海资源开发设备设计的重要依据。根据现有的深海土工力学原位测量和取样实验的数据,分析沉积物物性参数与贯入阻力的相关关系,建立含水率、湿密度和孔隙比与压力沉陷的关系式。结果表明:研究区深海沉积物以砂质粉砂、黏土质粉砂为主,具有高含水率、大孔隙比、低密度等特征;物理参数与贯入阻力之间有较好的相关关系,其中,含水率、孔隙比、孔隙度与贯入阻力呈反比相关关系;而湿密度与贯入阻力呈正比相关关系;以含水率、湿密度和孔隙比为自变量的多变量回归分析方程能更好地表达沉积物物理特性与贯入阻力的相关关系;基于Bekker沉陷模型,建立接地比压与贯入阻力的关系,能客观反映深海沉积物的沉陷特性与承载特性。     

黄河三角洲粉质土海床临界起动切应力影响因素研究

在黄河口潮滩和室内环形土槽模拟新沉积的海床土体,观测固结过程中沉积物临界起动切应力的变化及对应的土体重度、含水率、贯入阻力、剪切强度指标值的变化,分析黄河三角洲粉质类土临界起动切应力的影响因素与变化规律。研究发现：黄河三角洲粉土的临界起动切应力与重度、贯入阻力和抗剪强度之间呈正相关关系,而与含水率呈负相关关系,并且与干密度、抗剪强度之间具有非常好的定量关系。将黄河三角洲粉土临界侵蚀切应力的试验结果与其他学者建立的计算公式进行了比较,发现在固结开始试验与计算结果间的吻合性较好,随着固结时间差异性变大,表现出黄河口粉质土的独特性。     

基于孔压静力触探的修正土类指数土体分类方法与实例应用

孔压静力触探(piezoconepenetrationtest,简称CPTU)常被应用于土层划分、土体分类,其各种土体分类方法有一定的适用性和局限性。引用两组实际工程案例,对5种常用的基于CPTU的土体分类图进行了分析比较。分析表明,已有分类图虽然能够区分黏性土和无黏性土,但对于粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别均存在较大误差,且多数分类图采用过渡带分类,导致分类结果的准确性偏低。基于Robertson土类指数分类图,根据实际CPTU测试数据分类结果,对土类指数I_c进行了修正,将其同心圆模型修正为平行线模型,由此提出一种基于CPTU的修正土类指数土体分类方法。根据对实测数据的应用表明,提出的修正土类指数土体分类方法可以更好地满足土体分类,且能够满足粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别。     

静力触探实验数据库的建立及土体参数相关性分析

静力触探实验以其连续性、重现性好及可靠性高等优点在现场实验中得到广泛的应用,但目前国内外对于其实验数据的数字化管理及其相关性分析方面的研究仍然较少。借助VBA语言对Excel进行二次开发,建立了静力触探实验数据库。该数据库不但具有信息量大、操作简单、代码开放等特点,而且具有随着库中数据量的丰富,其分析结果可靠性越高的优点。并且以该库中的上海地区18个工程项目的岩土工程勘察的实验数据为基础,分别对静力触探实验比贯入阻力B与土的压缩模量B、固结快剪指标（Ccq、φcq）、以及三轴固结不排水指标（Ccu、φcu）做了相关性分析,得到三组关系式。对这几组关系式的显著性检验的结果表明相关性很好,可为地层条件与上海地区类似的工程设计作为参考依据。     

深海浅表层沉积物不排水剪切强度的多探头原位测试系统及评价方法研究

海洋工程建设已步入深海,但与之匹配的浅表层沉积物不排水剪切强度原位测试技术尚不成熟。为此,本文开发了可用于评估深海浅表层沉积物土力学性质的多探头原位测试系统,包括锥形触探仪、球形贯入仪和十字板剪切仪,可实现对深海沉积物土力学性质的快速、准确和智能化评价。进一步,通过CEL大变形数值模拟和足尺土工模型试验确定锥形触探仪的锥尖阻力系数,基于离心模型试验给出球形贯入仪的贯入阻力系数,从而完善深海浅表层沉积物不排水剪切强度的评价方法;在此基础上,探讨3种特定仪器各自适合的强度测试区间。结果表明:对于深海浅表层沉积物不排水剪切强度的评估,锥形触探仪和球形贯入仪的阻力系数建议分别取值为9.5和11.1。     

上海软土的非饱和特征研究进展

本文通过上海软土的土水特征、非饱和三轴剪切等试验,以及非饱和相对渗透系数预测等手段,获取了上海软土的非饱和特征参数:上海地区软土(粉质粘土、粘质粉土)的进气值在120~250kPa,且随土体颗粒粒径的增大而减小;残余吸力约为10~20MPa,并随土体颗粒粒径的增大而减小;减饱和过程具有明显的阶段特征;低吸力范围(0~1400kPa)内,上海浅部第21土层的土水特征存在明显的滞后性;上海非饱和软土的渗透性参数随吸力(含水量)呈现非线性变化,吸力增加(含水量降低)渗透性快速降低;低吸力范围内,上海软土(4层灰色淤泥质粘土)非饱和强度与吸力基本呈线性增长关系,非饱和土抗剪强度参数φb=10.6°。     

Characterization of thick varved-clayey-silt deposits along the Delaware River by field and laboratory tests

The existence of thick compressible varved clayey silt deposits along the Delaware River presents one major obstacle for design and construction of structures or industrial facilities in this region. To understand the characteristics of this thick weak soil layer and then develop reliable soil parameters for future earthwork design and construction, a comprehensive soil testing program was carried out. The program consisted of both in situ tests [e.g., standard penetration test borings, piezocone penetration test (CPT) soundings, Marchetti flat dilatometer test soundings, seismic shear wave test soundings, CPT pore pressure dissipation tests, and field vane shear tests] and laboratory tests (e.g., soil index tests, consolidation tests, triaxial tests, and chemical tests). Additionally, a field surcharge test program with and without installation of wick drains was carried out to investigate the compressibility of the thick clayey silt deposit and the efficiency of wick drains to help accelerate consolidation. The field and laboratory test results showed that the varved clayey silt deposit was normally consolidated to slightly overconsolidated and moderately to highly compressible. Its physical properties were intermediate between those of Savannah muddy clay and Shanghai soft clay, while much closer to that of Shanghai soft clay. Due to its lamination structure in the horizontal direction, the horizontal consolidation coefficient of the varved clayey silts was significantly greater than that in the vertical direction. The measured undrained shear strength of the varved clay silt almost increased linearly with depth. The installation of wick drains in the thick clayey silt deposits accelerated primary consolidation, but showed no effect on the secondary consolidation under constant loading. The findings obtained from this study will be beneficial for future design and construction of earthworks along the Delaware River.     

粉土及粉质黏土对静压沉桩桩端阻力影响机制现场试验

为探讨在粉土及粉质黏土中桩端阻力随贯入深度的变化规律,通过在试验桩P1的桩端安装轮辐压力传感器,以及在试验桩P1、P2距桩端200 mm处安装光纤光栅（FBG）传感器,采用两种不同的测试技术全程监测了两根闭口预应力高强度混凝土（PHC）管桩现场贯入过程中的桩端阻力。试验结果表明：桩端阻力与土层的变化密切相关,土层越硬,桩端阻力越大,当桩端从粉质黏土层进入粉土层时,桩端阻力明显增大,粉土中的桩端阻力达到粉质黏土层的2倍;整个贯入过程中,同一土层不同位置的差异性对桩端阻力也存在较大影响,在距离地面1.50 m处,P1和P2桩FBG传感器桩端阻力的差值达到了89.29 kN,而在距离地面3.50~4.50 m处,两桩的桩端阻力则相差较小。     

Geotechnical reconnaissance and liquefaction analyses of a liquefaction site with silty fine sand in Southern Taiwan

Geotechnical reconnaissance of a recurrent liquefaction site at a Quaternary alluvial deposit in southern Taiwan was conducted to establish a comprehensive case history for liquefaction on silty fine sand with high fines content. The liquefaction occurred at a silty fine sand layer with D₅₀ = 0.09 mm and fines content greater than 35% and was triggered by a M_w = 6.4 earthquake on March 4, 2010, which induced maximum horizontal acceleration up to 0.189 g at the site. In situ subsurface characterizations, including standard penetration test, cone penetration test, and shear wave velocity measurement, were performed as well as cyclic simple shear tests on undisturbed specimens retrieved by a modified hydraulic piston sampler. Comparisons of cyclic resistance ratios (CRRs) indicate that CPT sounding with standard penetration rate could overestimate the resistance ratio and drainage conditions during penetration should be considered for high fines content soil in the liquefaction analysis. Additionally, variations of CRRs from different in situ tests indicate that correlations among in situ tests and CRR could be soil specific and precautions should be taken when using these curves on silty fine sands.     

黄河三角洲粉质土的动模量和阻尼比试验研究

结合室内共振柱和动三轴实验,对黄河三角洲饱和原状粉质土体(粉土、粉砂、粉质粘土)动模量和阻尼比的影响因素和发展规律进行了详细的研究。研究表明,在粉粒和粘粒含量对动模量的共同影响中,粉粒含量起着举足起重的作用;侧限压力对归一化剪模比和阻尼比的影响均较显著,相比粘粒含量的影响不大。通过与Seed建议的砂土及饱和粘土的G/Gmax~曲线和~曲线进行对比,结果显示研究区的粉质土相比一般的砂土和饱和粘土而言,其动力变形特性更接近于砂土,但是与砂土也存在着非常明显的差异;其发展规律与其他地区沉积粉质土也较为不同,具有明显的区域性。采用修正了的Hard in-D rnevich模型和对数模型分别对G/Gmax~曲线和~曲线进行拟合,给出了三类粉质土的归一化动力变形G/Gmax~/r关系曲线,对模型中有关参数的影响因素做了初步的探讨。