一种静力触探模型箱试验装置的研制及其试验研究

设计了一套静力触探模型箱试验装置,该装置可以在模型箱水平面内任意位置进行贯入试验,贯入速率在一定范围可控,贯入倾角可调节。将该装置用于TJ-1模拟月壤静力触探力学特性的研究,试验结果表明：地基表层模拟月壤发生刺入剪切破坏;贯入阻力随贯入深度的增加而增加;探杆周围同一深度处土体的水平土压力表现出轴对称特征,其值在探头靠近土压力盒过程中逐渐增大至最大值,后随探头远离土压力盒又逐渐减小至0,且不同深度土体水平土压力峰值随贯入深度增加而增大;贯入点正下方土体的垂直土压力随贯入深度的增加而增加,主要影响范围约为距探头200 mm处。基于以上试验研究,表明该模型箱的设计是合理的,且TJ-1模拟月壤力学特性的研究成果能够为将来涉及到TJ-1模拟月壤的航天试验提供必要的技术参考。     

长春硬塑状态老黏性土地基承载力

为提供长春硬塑状态老黏性土可靠的地基承载力依据,探讨适宜的确定地基承载力的方法,采用载荷试验、静力触探试验原位测试和室内土工试验等方法对长春老黏性土进行了测试研究,获取了地基承载力特征值（306~425 kPa）、静力触探锥尖阻力（1.9~3.3 MPa）、天然孔隙比(0.63~0.72)和液性指数(0.02~0.25)等试验数据。通过对试验数据的统计分析,得出地基承载力特征值与静力触探锥尖阻力线性相关,并与天然孔隙比和液性指数线性相关的结论。据此,提出了根据静力触探锥尖阻力计算长春老黏性土地基承载力特征值的经验公式,总结出根据室内土工试验指标确定长春老黏性土地基承载力特征值的数据表。     

上海地区扁铲侧胀试验计算地基承载力的探讨

通过对扁铲侧胀试验和试验机理的研究和对试验指数的对比分析 ,提出了用扁铲侧胀试验计算地基承载力的方法 ;利用上海地区部分重大工程中的扁铲侧胀试验数据 ,在与室内土工试验、静力触探试验及十字板剪切试验的相关分析的基础上 ,经数理统计后给出了上海地区用扁铲侧胀试验计算地基承载力的经验公式。最后 ,通过与室内土工试验、静力触探试验和十字板剪切试验计算的地基承载力对比 ,分析了本经验公式计算地基承载力的精度。研究分析表明 ,可以用扁铲侧胀试验计算地基承载力     

动刚度和动力触探在强夯地基检测中的应用

通过平板静力载荷试验与动力触探、地基动刚度测试的对比,提出了应用动力触探、地基动刚度测试两种手段对碎石土强夯地基进行联合检测的新思路,建立了相关经验公式,工程实践验证了公式的可行性。应用表明,两种方法的结合能够快速而准确的进行承载力的检测。     

静力触探估算砂层中预制桩的单桩极限承载力

本文通过双桥探头静力触探对若干个工程地基土的测试,按照ＪＧＪ９４－９４规范公式对单桩极际承载力进行计算,并也单桩竖向静载试验结果进行比较,提出了适合福州地区砂性土层中打入式（静压式）预制桩单桩极限承载力的估算的经验公式。     

TJ-1模拟月壤承载特性室内试验研究

本研究自行设计加工了一套可以实现位移速率控制的加载装置,采用TJ-1模拟月壤为地基材料,把着陆器足垫作为基础进行了位移速率控制条件下的载荷模型试验,并采用了3种不同方法计算足垫基底的平均应力。通过对试验结果的分析对比得出以下主要结论：足垫的地基承载力和变形模量随加载速率大致呈线性增加,按足垫与地基的实际接触面积计算的极限承载力稍大于按足垫最大上口面积计算得到的地基承载力。考虑到安全储备建议采用按最大上口面积计算所得地基承载力。足垫基础下按实际接触面积计算得到的变形模量介于按足垫最小底面和最大上口面面积计算的结果之间。     

黄骅港湾地区真空预压处理后地基静力触探研究

软土地区地基真空预压处理后静力触探经验公式在国内未见报道。经过多年在黄骅港湾地区真空预压处理后地基的静力触探实践,通过11个场地静力触探锥尖阻力qc与地基土真空预压处理后物理力学指标平均值的相关分析研究,得出了一套地基真空预压处理后静力触探经验公式,对沿海软土区划分地层,计算地基承载力、压缩模量、不排水抗剪强度、桩极限侧阻力,预压处理层性质的评价等具有重要参考意义。     

延吉—珲春地区圆砾层地基承载力研究

延吉—珲春地区的圆砾层是该区域工程建设经常利用的土层.为了获取圆砾层可靠的地基承载力数据,探讨确定地基承载力适宜的测试手段和方法,以及检验以前地基承载力数据的可靠度,采用载荷试验和重型圆锥动力触探试验原位测试方法对圆砾层的地基承载力进行了测试研究,获取了十二组地基承载力特征值、变形模量和重型圆锥动力触探锤击数试验数据.通过对试验数据的统计分析,得到了圆砾层地基承载力特征值的范围,得出地基承载力特征值、变形模量与重型圆锥动力触探锤击数线性相关的结论.据此,提出了适合当地工程地质条件的根据重型圆锥动力触探锤击数计算圆砾层地基承载力特征值和变形模量的经验公式.为延吉—珲春地区岩土工程勘察工作能够准确可靠、便捷、经济地确定圆砾层地基承载力特征值和变形模量提供了依据和方法,并为吉林省其他地区圆砾层地基承载力的研究提供了参考.     

含水率和颗粒级配对TJ-1模拟月壤力学性能影响的试验研究

月球探测2期工程中,需在地球上进行探测器软着陆过程及月面巡视探测的模拟试验,上述试验中月壤特性的模拟至关重要。通过试验研制出了适用于上述试验的Tongji-1（简称TJ-1）模拟月壤。但2期工程中可能需用到近千吨的模拟月壤,由于客观条件限制,难以满足含水率为0%、颗粒级配与目标级配完全吻合的技术要求。为此,开展了含水率及颗粒级配对TJ-1模拟月壤力学性能影响的试验研究。根据TJ-1模拟月壤在不同含水率时的力学试验结果,建立了强度参数与含水率的关系式,建议含水率上限值为3%,并通过TJ-1模拟月壤不同颗粒级配曲线下的力学性能测试,得到了级配变化的许可范围。     

扁铲侧胀试验计算地基承载力

简单介绍扁铲侧胀试验,首次提出用扁铲侧胀试验计算地基承载力的方法。利用上海地区部分重大工程中的扁铲 侧胀试验数据,在与室内土工试验、静力触探试验及十字板剪切试验的试验参数相关分析的基础上,经数理统计后给出了上 海地区用扁铲侧胀试验计算地基承载力的经验公式,并对其计算精度进行了评价。     

主应力方向和偏应力比对TJ-1模拟月壤各向异性的影响

采用空心圆柱扭剪仪对干燥TJ-1模拟月壤试样进行了应力主轴固定的定向剪切试验及不同偏应力比时主应力方向的纯旋转试验。从应力-应变关系角度出发,研究主应力方向、偏应力比对其各向异性的影响,并探讨了上述因素对TJ-1模拟月壤非共轴性的影响。试验结果表明：主应力方向和偏应力比对TJ-1模拟月壤的各向异性均有显著影响;应力主轴旋转引起的非共轴现象比定向剪切时明显,且偏应力比较小时非共轴角随应力主轴旋转呈先减小后增加的趋势,偏应力比较大时非共轴角一直减小直至试样破坏时非共轴现象消失。上述成果可弥补干砂试样非共轴领域的研究空白,并可望为将来月球上基础设施的修建提供技术支持。     

月壤及模拟月壤微观结构的研究

为了对比研究月壤与模拟月壤的微观结构,介绍了月壤的形成作用过程和5种基本颗粒类型;通过真实月壤照片,对月壤微观结构进行了分析;利用火山灰为模拟月壤主体材料,对其成分进行了检测;对模拟月壤的火山灰颗粒进行了显微图像分析试验。结果表明,月壤存在胶结物微观颗粒,胶结物颗粒具有分支的组织形态和封闭的气泡,并且有金属铁珠存在;火山灰所含的主要成分及含量与月壤相似,经过粉碎的火山灰试样棱角较为明显,其纵横比峰值略小,稍显长条状,但与月壤比较相近,而复杂度因子则略有欠缺,说明颗粒还不够粗糙和多棱     

Bearing capacity of unsaturated expansive soils

It is difficult to determine the bearing capacity of a foundation in unsaturated expansive soil, although this is most important. The bearing capacity of unsaturated expansive soil is related to the drying and wetting environment. Swelling pressure occurs when the soil volume change is constrained as an expansive soil is inundated. The expansive lateral pressure, induced by the swelling pressure is similar to the passive earth pressure. By considering the effect of the expansive lateral pressure in Terzaghi's bearing capacity formula, the bearing capacity of unsaturated expansive soil is derived. Because it is very difficult to measure suction in situ, the bearing capacity is expressed using the expansive lateral pressure offers a feasible approach to calculate the bearing capacity of a foundation in unsaturated expansive soil, when suction is not measured. Plate load tests to measure the bearing capacity in situ were performed for the foundation in natural soil and saturated soil immersed by water. The verification of the bearing capacity formulae presented in this paper is conducted by comparing the predicted results with the results of the plate load tests on unsaturated expansive soils in Handan and Bingxia, China.     

淮北平原浅表层沉积土承载力特征及其螺旋板检测评定方法研究

针对淮北平原地区浅表层沉积土典型地质单元,选取代表性试验区域,开展了螺旋板载荷、平板载荷和静力触探等原位测试,分析了含钙质结核黏土、新近沉积粉土、粉砂3种地基的承载力特性,重点探讨了不同类型土体的螺旋板载荷试验p-s曲线特征、承载力特征值确定方法和值域范围,并与静探和平板载荷试验数据进行对比,分析其相关关系和变化规律。研究结果表明:一般性黏土、粉质黏土和粉土的承载力较低,钙质结核黏性土和粉砂的承载力相对较高,值域范围较宽,密实程度是决定粉土、粉砂承载力大小的主要因素。螺旋板载荷试验能较好的反映多元互层地基土体力学性质的变化特征,采用等应变控制法可达到快速、分层检测的目的,并通过等应力控制法对比试验验证了其可靠性。最后通过与平板载荷试验结果进行线性拟合,给出了螺旋板载荷试验确定淮北平原浅表层地基承载力的经验公式。     

模拟月壤地面力学性质试验研究

掌握与月球车行驶相关的月壤力学性质是我国月球车研制所急需的。在制备了用于月面车辆力学试验用的模拟月壤基础上,通过三轴试验得出模拟月壤的弹性模量为48.8 MPa;通过硬度测量可知,模拟月壤的硬度小于黑壤土,与石英砂接近;通过压板试验可得模拟月壤的变形指数n为1.13,变形模量K为1 056 kN/mn+2,分析可知,随着变形模量和变形指数的增大,其承压能力增大;通过履带板试验可得模拟月壤剪切变形模量k为1.2 cm,分析可知,剪切破坏模量的增大对剪切强度的影响不大,但会使剪切破坏的峰值向后移动;另外,随着内摩擦角? 和黏聚力c的增加,剪切破坏强度增大。以上研究结果可为月球车行走机构优化设计和通过性能评估提供参考和依据。     

用于月面车辆力学试验的模拟月壤研究

研究月面环境下的车辆地面力学,对保证月球探测车辆的正常工作具有重要意义,而用于月面车辆力学试验的模拟月壤则影响其结果的准确度与可信度。用于月面车辆力学试验的模拟月壤,以月壤样本与JSC-1模拟月壤为参考标准,以吉林辉南县火山灰为主要原料、赤铁矿砂为辅料,通过调整试样的粒径分布与赤铁矿砂含量,使模拟月壤的比重、内摩擦角、凝聚力、承压特性、粒径分布、颗粒形态、矿物组成等参数接近JSC-1模拟月壤,并在月壤样本的参数变化范围之内,表明该模拟月壤可用于月面车辆力学试验研究。     

安哥拉格埃路砂地层的承载力研究

安哥拉格埃路地层（Quelo）棕红色砂土形成年代较长,低含水率下地基承载力较高,但遇水后地基承载力降低幅度较大,地基处理方案常有争议。大量的工程实践和专项研究表明,地基土的承载力与含水率有明显的相关性,通过探井取样和原位测试,查明了地基土的物理力学特性,分析不同含水率条件下的静力触探试验(CPT)和平板载荷试验(PLT)数据,建立了适用于该地层的地基承载力与含水率的幂函数关系式以及地基承载力与锥头阻力的线性经验公式。静力触探试验结果表明,地层锥头阻力qc和侧壁摩阻力fs随深度增加而逐渐提高,土质均匀,但摩阻比Rf较小。分析认为,采用不经碾压的砂土作为地基,具有较高的风险;对于多层及9～13层建筑的地基处理,采用换填垫层法较桩基更合理。