西南煤系地层软岩地区坡麓相斜坡软土特性研究

在我国西南内昆、株六、水柏及六盘水枢纽等铁路勘察与施工中,在煤系地层软岩地区的山麓斜坡上常遇到一种特殊罕见的"坡麓相斜坡软土"(笔者简称),它是"陆相的饱水堆积物"而非"水相的水下沉积物".这种土的物理力学特征与一般软土相似,同样具有天然含水量高(但一般不大于液限)、孔隙比大、高压缩性、低强度性、流变性、触变性等特点,并具有弱-中等膨胀性;常隐蔽于山麓斜坡地表较厚的硬壳层之下,非钻探或开挖揭露难以发现,且具有不连续、透镜状或鸡窝状分布、厚度变化较大、底部横坡较陡等特点;最突出的工程地质问题是天然地基的不均匀性及非稳定性,对工程的危害较大.工程施工中常发生路堤基底滑移沉陷、路堑边坡滑坡与坍塌、桥涵地基承载力不足、基坑边坡溜坍等地质灾害或工程病害,整治难度较大.笔者结合工程实例,系统论述西南煤系地层软岩地区坡麓相斜坡软土的分布、成因、定义、分类、物理力学特征及其工程特性,并对其命名问题进行探讨,对指导工程实践,防止工程病害具有重要意义.     

软土地区旋挖钻机施工技术研究

软土是天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。其固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大。而在软土地区进行基础桩施工,需要综合考虑施工进度、场地地层条件及施工场地的实际情况,从施工机具合理选择配置、施工现场综合管理、人员协调管理等多方面进行针对性分析研究。结合项目情况,详细介绍了成孔技术优化、钻具优选、护筒选择、钻进速度控制、合理配置施工机械、优化施工次序及操作人员甄选等内容,提出了软土地区利用旋挖钻机进行灌注桩施工的技术措施和管理建议,对今后同类项目的开展具有现实的借鉴意义。     

软土地基上填土桥坡工后沉降三维有限元研究

采用适用于上海饱和软土的非线性粘弹塑性模型, 研制了三维有限元软件。 应用该软件对软土地基上填土桥坡的工后沉降进行了三维有限元研究, 并将计算值与实测结果作了比较, 认为软土路基的蠕变效应是造成桥坡工后沉降的主要因素。     

某码头软黏土岸坡破坏机制分析及重建

在某吹填软黏土岸坡上修建码头时发生了较大规模的滑坡,待滑体稳定后采取了一系列的工程措施,实现了码头的重建。详细阐述了岸坡发生滑动的全过程,通过现场勘察和有限元模拟分析了岸坡发生滑动破坏的原因。分别考虑了打桩与交通荷载作用,导致地基土中产生超静孔压,从而对岸坡的稳定性造成影响。分析结果表明,岸坡发生失稳破坏是多种不利工况叠加的结果,其主要原因是在低潮位时的超挖引起的,打桩及交通荷载作用也是造成滑坡的不利因素。在破坏的岸坡上重建码头,采用了振动砂桩加固地基,同时在地表铺碎石垫层作为预压荷载,加速地基土的固结。有限元分析和码头的成功重建表明,使用砂桩加固地基可以同时达到提高地基承载力和加速土体排水固结的目的,对于码头的重建是有效的技术措施。     

软土工程施工中的环境土工问题

就几个典型的软土工程施工过程对周边土体物理力学参数的影响进行分析.对施工扰动后周围土体的应力状态和结构的变化以及土体的变形和稳定问题进行了研究.主要内容包括软粘土中桩基础施工对环境的影响、软枯土地基基坑开挖对环境的影响和软粘土中隧道施工对环境影响等.     

软土地基路堤施工控制的离心模拟试验研究

软土路基上快速填筑路堤时的稳定控制是非常重要的。为此在现行规范中,采用了一些位移或位移速率的控制标准。但实践表明,采用现行的标准仍然出现一些地基失稳的事例,说明这些标准需要进一步求证和改进。除了继续收集、分析失效事例之外,通过离心模型试验也可以进一步理解堤基失稳的机制。离心模型试验结果表明：路堤快速填筑使得地基破坏时,地基变形略呈马鞍形,坡肩处沉降比道中处沉降略大,坡脚水平位移增加较快;破坏时的位移速率与现有规范建议的控制标准基本符合,但地基内的孔隙水压力是在地基进入破坏状态并发生较大变形之后才有突然增加的趋势;此外,坡脚水平位移和道中沉降的速率比,可能是一个较好的稳定性控制的指标。     

南京地铁软-流塑淤泥质地层劈裂注浆试验研究

针对南京地铁南北线一期工程某区间隧道软-流塑地层的大管棚加小导管超前注浆预加固工程,对软-流塑淤泥质地层劈裂注浆加固的机理及主要影响因素进行了分析,对注浆效果、浆体材料及配比进行了试验研究.现场试验表明,采用劈裂注浆加固是可行的,且效果显著.     

南海北部陆坡软黏土动力应变-孔压特性试验

针对南海北部陆坡原状软黏土,开展了不同偏压固结比 和循环应力比CSR条件下的动三轴试验,探究了动荷载作用下试样的残余动应变、残余动孔压与循环振次的变化规律;综合考虑试验过程中残余动应变和残余动孔压的关联性,提出了基于动应变-孔压模式的动三轴试验破坏标准,并采用微观电镜扫描（SEM）图像揭示其作用机制。研究表明：在给定 条件下,CSR值不同,残余动应变随循环振次的发展趋势呈现出显著差异性,而残余动孔压随循环振次的变化规律基本一致;随着 的增加,CSR临界值逐步增大,相应的最终残余动应变逐渐减小,而残余动应变-动孔压曲线也表现出相似特征;将传统的应变值破坏标准扩展至由应变-孔压曲线拐点控制的破坏区间,可以有效界定破坏振次并描述试样的完整破坏过程,揭示动荷载条件下试样内在的有效应力-应变-孔压互馈机制。上述研究成果将为南海北部陆坡软黏土软化-孔压模型的建立、海洋地质灾害评价与预测、海洋工程基础设计提供可靠参考。     

Modelling of earth and water pressure development during diaphragm wall construction in soft clay

The influence of a diaphragm wall construction on the stress field in a soft clayey soil is investigated by the use of a three‐dimensional FE‐model of seven adjacent wall panels. The installation procedure comprises the excavation and the subsequent pouring of each panel taking into account the increasing stiffness of the placed fresh concrete. The soft clay deposit is described by a visco‐hypoplastic constitutive model considering the rheological properties and the small‐strain stiffness of the soil. The construction process considerably affects the effective earth and pore water pressures adjacent to the wall. Due to concreting, a high excess pore water pressure arises, which dissipates during the following construction steps. The earth pressure finally shows an oscillating, distinct three‐dimensional distribution along the retaining wall which depends on the installation sequence of the panels and the difference between the fresh concrete pressure and the total horizontal earth pressure at rest. In comparison to FE‐calculations adopting the earth pressure at rest as initial condition, greater wall deflections and surface ground settlements during the subsequent pit excavation can be expected, as the average stress level especially in the upper half of the wall is increased by the construction procedure of the retaining structure. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

盾构施工与波浪荷载耦合作用后软土力学特性

针对波浪循环荷载作用和盾构穿越海堤过程中的施工扰动对下卧软黏土地基的弱化效应问题,研究了盾构施工与波浪荷载耦合作用后海洋软土的强度和刚度变化规律。通过逐步降围压的方式模拟盾构施工过程中的地层损失所引起的应力释放,循环加载3 000次模拟波浪荷载长期作用,开展了波浪和盾构施工耦合作用后的软土空心圆柱扭剪不排水剪切单元体试验。试验结果表明:(1) 在盾构施工与波浪荷载耦合作用下,软黏土的强度和刚度均随围压变大而增强,在同一围压下,二者均随波浪循环次数和土体损失率（δ）的增大而减小。(2) 在相同的波浪循环剪切次数下,软黏土初始切线模量随δ的增加而呈线性递减趋势,而软黏土黏聚力和内摩擦角随δ的增加而呈现非线性减小。波浪和盾构施工耦合作用后软黏土的强度和刚度均呈现不同程度的衰减,二者耦合扰动作用对软黏土的弱化效应在实际工程中应充分重视。此研究对探讨复杂扰动条件下海洋结构性软土力学特性规律,丰富和发展扰动状态下结构性软土的计算理论,以及对海岛基础设施建设具有重要的参考价值。     

膨胀土堑坡稳定性分析

提出膨胀土堑坡稳定性分析时应考虑自然营力、膨胀力、孔隙水压力等因素的综合作用，详细讨论了这些因素对堑坡稳定性的影响，提出了膨胀力的作用规律，将这种综合分析方法应用于成都市三环路工程时，得出了较合理的结果。     

多级边坡施工效应的模型试验研究

根据边坡施工后坡体位移的相对变化趋势,给出了边坡开挖松弛区和预压区的明确定义,将开挖松弛区和预压区统称为坡体影响区,并通过大型模型试验模拟了多级边坡的施工过程,提出了影响区重叠效应的概念。若下级边坡的开挖松弛区(或预压区)与上级边坡的预压区发生重叠,那么会对上级边坡重叠区域的岩土体产生松弛(或加固)作用,从而影响该重叠区域支挡结构的受力情况,重叠范围越大影响越大;对于重叠区范围之外的支挡结构,其受力不受影响,影响区重叠效应是支挡结构受力发生变化的根本原因。