软土路基沉降变权重组合S型曲线预测方法研究

通过对软土路基沉降发展规律及其沉降曲线特点进行深入研究,在S型单项预测模型基础上,基于5种S型增长曲线模型,引进组合预测的思想,重点探讨了软土路基沉降发展的预测方法与理论,并建立了软土路基沉降预测的变权重组合S型增长模型,通过数学规划方法求解,从而可根据有限的实测沉降观测数据预测软土路基沉降发展过程。工程实例分析表明,利用该模型与方法得到的预测曲线与实测曲线吻合良好,能够满足工程要求,此外,变权重组合预测模型比其它单项模型具有明显的优越性,为软土路基沉降发展预测提供了一种有效而实用的方法。     

增加曲线模型在路基沉降预测中的应用研究

增加曲线模型自身的特点，决定了它能很好地拟合一级荷载下的地基沉降．时问曲线，这已得到了验证。将其引入到多级填土荷载下的软土路基沉降的预测中，提出了相应的预测数学模型，并通过工程实例予以验证。其结果表明：与传统的针对多级荷载的指数曲线模型以及双曲线模型相比，该模型的理论更为充分，其预测结果也更接近实际，具有一定的工程实用价值。     

两种曲线模型在软土地基沉降预测中的对比研究

以广州市南沙港区真空预压下深厚软土地基为研究对象,分别利用泊松曲线模型和双曲线模型计算不同预测时间的软土地基沉降量,结果表明,双曲线模型不同阶段的预测精度不同,前期预测值与实测值误差较大,中后期误差较小,而泊松曲线模型在各个阶段相对于双曲线模型都有较高的预测精度。由此可见,泊松曲线模型更适合应用于地基沉降全过程的沉降预测。     

软土路基沉降预测模型比较研究

针对高速公路软土路基的沉降预测,介绍灰色Usher模型的原理和应用.在置换法、碎石桩和塑料排水板三种不同软基处理方式下,分别应用该模型及双曲线模型、泊松曲线模型和Gompertz模型对某工程路基工后沉降进行预测.比较四种模型计算结果显示,基于实测数据的Usher模型很好地反映出沉降变化及其趋势.其精度高于其它三种预测模...     

基于灰色理论的真空堆载预压分层沉降预测

对真空堆载预压加固处理的软土地基,用灰色理论模型预测地基的分层沉降,结果表明：对于土层分布均匀的地基,verhulst模型能较准确地预测分层沉降,误差在10％以内。对于土层分布不均匀的地基,verhulst模型预测误差较大,进行残差修正,修正的verhulst模型能较准确地预测分层沉降。用不同点数预测地基的分层沉降,同实测沉降数据对比发现、对于土层均匀或不均匀的软土地基,在已知真空影响范围外土层的沉降时,灰色模型就能较准确地预测分层沉降。     

软土地基沉降曲线拟合的Logistic—Gompertz叠加曲线模型应用研究

为了提高软土地基沉降模型的拟合精度,通过对实测数据的分析,研究了软土地基沉降发展规律。在前人研究的基础上将Logistic预测模型和Gompertz预测模型进行叠加,建立了地基沉降历时曲线的Logistic-Gompertz叠加曲线模型,并给出模型的求解方式。通过工程实例讨论了新模型的拟合效果,对比计算结果表明所建立的新模型拟合精度不仅比Logistic模型和Gompertz模型要高,而且可靠性也优于各个单一的模型。新模型具有一定的科学性和适用性,是一种分析地基沉降观测资料的有效方法。     

常规次固结沉降计算方法的改进研究

软土具有高含水率、大孔隙比等特点,在荷载作用下超静孔隙水压力消散后会产生次固结变形。实际工程中很多工程问题是由土体的次固结引起,因此对其沉降进行计算和预测很有必要。针对常规次固结沉降计算方法的不足,进行了改进,使随时间的发展,次固结沉降趋于一个定值而不是无限增长。对Yin & Graham一维弹黏塑性模型进行了简要介绍,并进行了改进,结合改进模型提出一种次固结沉降起讫时间的确定方法。与常规计算公式相比,改进公式可行,且更加合理,可用于实际工程地基次固结沉降的计算。     

基于双曲线法的分级填筑路堤沉降预测

在软土地基上修筑路堤多采用分级施工的方法。基于传统双曲线沉降预测法基础上,提出一种软土地基上路堤分级施工情况下沉降预测的新模型,该模型考虑了土体变形的非线性特性和固结性质随荷载的变化,将沉降拟合方程中的待定参数在2个不同荷载级中分别确定。利用有较长预压期的前一级实测沉降,确定与土的固结性质有关的参数,待预测沉降荷载级的最终沉降量由该级较短预压期内实测沉降确定。通过工程实例验证了所建议模型的适用性。     

挡墙水平变位诱发地表沉降的简化解析解

推导了平移模式下的地表沉降理论显式解,在此基础上提出了任意挡墙变位诱发墙后地表沉降的简化计算方法。分别与平移、绕墙趾及绕墙顶等3种变位模式下的弹性有限元数值解进行对比分析,对简化解析方法进行了验证。最后将这一简化解析方法应用于工程案例预测,与软土地基现场实测结果进行对比,发现理论预测的地表沉降曲线与实测值相吻合,且较准确地预测了最大沉降发生的位置,表明了该简化解析方法的实用性。     

基于遗传算法与Weibull模型的软土地基沉降预测

根据软土地基的物理力学性质,普遍认为其沉降过程近似为反"S"形曲线。为了研究软土地基沉降过程以及预测最终的沉降量,本文运用这一结论,综合考虑了软土地基沉降的阶段性发展与生物成长模型的数学性质,选用了适应性较高的Weibull成长曲线模型,利用遗传算法在处理岩土类多参数以及非线性问题上的独特优势,通过对3个不同地区具有代表性的软土地基所选工程实例的沉降观测数据进行拟合。结果表明:软土地基经过加载后其沉降发展一般会经历一个类似于生物成长规律的发生、发展、逐步稳定的三个阶段,且反"S"形的成长模型能够反映其沉降的阶段性;采用Weibull模型能够根据反弯点的位置来判断对应时刻所处的沉降阶段,有利于控制施工以及加载过程;运用遗传算法能够很好地解决非线性岩土工程反分析问题,以残差平方和作为目标函数,根据残差值分析可知,用遗传算法得到的Weibull软土地基沉降模型具有较高的精度。     

软土的一维次固结双曲线流变模型研究

软土的次固结对于软土的变形量非常重要。在软土次固结计算中,通常以次固结系数作为计算参数,但该系数不能反映荷载变化的影响,而且只适用于正常固结土。由于工程中所遇到的大都为超固结土,对超固结土的次固结计算还缺少合理的方法。通过室内试验开展了软土次固结沉降相关研究,进行了多组原状软土试样的分级加载次固结试验,试验结果表明,对于软土次固结计算,建议从次固结应变与时间关系的角度,采用双曲线形式进行拟合,并分别对正常固结和超固结状态的次固结应变参数进行分析,建立了一维次固结的经验模型公式,提出了一种考虑压力对次压缩影响的次固结沉降计算方法,并将该方法应用于现场工程项目,验证了该方法可以适用于正常固结土和超固结土,使得软土次固结沉降量的计算能够更好地反映实际工程问题。     

考虑次固结效应的流变固结理论研究

软土的固结与蠕变是土力学研究和工程建设中需要考虑的重点问题, 但是传统的固结理论, 例如太沙基固结理论没有考虑软土的流变特性, 对软土的次固结沉降无法做出准确的解释。为了研究软土的固结与蠕变以及次固结沉降特性, 掌握其应力和变形规律, 本文对传统的固结理论进行了改进。在太沙基一维固结理论的基础上, 利用次固结系数和修正的Singh-Mitchell经验蠕变模型, 建立了考虑次固结效应的一维流变固结微分方程。在太沙基三维固结理论和比奥固结理论的基础上, 利用修正的Singh-Mitchell经验蠕变模型, 建立了考虑次固结效应的三维流变固结微分方程。新建立的流变固结微分方程能够更加准确地反映软土固结和蠕变性状的应力-应变-时间关系, 为软土固结沉降研究提供新的理论依据。     

考虑固结历史的结构性软土路基沉降数值模拟

沿海地区广泛分布结构性海相软土,给公路运营带来很多安全隐患。通过研究某高速公路江苏段,提出了基于Shanghai软土本构模型,利用现有路基下软土的固结试验结果反推施工前原状土本构参数取值的方法。通过水-土耦合有限元程序模拟路基长期沉降,分析了土层结构性、渗透性、软土层厚度对路基沉降发展的影响。结果表明,土层初始结构性越强,加载阶段孔隙累积值越大,施工沉降越大;工后土体结构性变化越大,土层压缩越明显。土体渗透性影响路基沉降,渗透性越小,累积孔压越大,沉降时间越长,总沉降量与工后沉降占比越大。软土层厚度影响路基沉降发展,土层越厚,路基最终沉降越大,沉降稳定时间越长。     

Consolidation behavior of a soft mud treated with small cement content

Soft mud can be found in many large size reclaimed lands. Such soils present extremely high settlement potential that needs to be alleviated by means of effective ground improvement techniques. Current knowledge on applying small cement content to reduce settlement potential of soft mud is limited. This study concerns the consolidation behavior and settlement potential of soft mud treated with small cement content. Based on the pH values of soft mud–cement mixtures, oedometer specimens with cement content of 6% were prepared for consolidation tests. The test results show that preconsolidation pressure is rapidly developed and secondary compression is reduced. The ratio of secondary compression index to compression index is also reduced, indicating a change in grain size characteristics. The coefficient of consolidation is increased for consolidation pressures smaller than the preconsolidation pressure. This indicates that treating the soft mud with a small cement content can be very effective for reducing settlements in cases where new loads are small to medium and the time for ground improvement is limited.     

基于扰动状态理论的软土压缩变形试验

基于扰动状态理论对漳州和东莞软土扰动样和重塑样单向压缩变形的结构性特征进行了分析,利用重塑样试验数据还原了原状样的压缩曲线,将变形中的土体视为相对完整状态和完全调整状态的混合物,定义原状土样为相对完整状态、重塑土样为完全调整状态,且分别用土弹性模型和修正剑桥模型表达,扰动函数与荷载对数具有较好的幂函数关系,因此建立了土体应力应变关系扰动状态模型,并通过压缩试验结果对模型合理性进行了验证。结果表明,该模型能较好地描述土体压缩变形特性,且参数确定简单易行,为软土地基工程沉降分析提供了一定参考。     

伊通软土的次固结特性

为了合理计算软土地基的沉降量,对软土的次固结特性及影响因素进行研究。采用分级加荷的方法,对伊通软土进行了压缩固结试验。结果表明：伊通软土的应变速率和时间双对数曲线具有相关性;随着固结压力的增大,次固结系数C_a先迅速增大至最小值的3倍,达到峰值后逐步减小至峰值的15%,达到稳定;次固结系数C_a与压缩指数C_c具有一定的线性相关性,C_a/C_c值在0.030~0.043之间;次固结系数C_a随时间的增加呈对数下降趋势,随着时间的增长,C_a下降,最终其最小值达到最大值的72.3%。本文的研究结果可以对伊通地区软土地基的变形与沉降预测提供一定的参考。     

宁波土层的流变固结试验及流变模型参数研究

固结与流变特性及其参数取值研究是软基上结构物长期沉降课题的重要组成部分。针对宁波轨道交通工程的两个典型土层,开展了基于GDS固结仪的流变固结试验,获得了土样的主固结与次固结性状参数。采用Gibson三元件流变模型结合Matlab软件的拟合功能,得到了土样的三元件流变模型参数。通过对试验结果进行分析总结,发现宁波软土的次固结过程表现出较明显的非线性。次固结系数Ca与压缩指数Cc近似符合 Ca/Cc=0.02±0.01。宁波软土的一维流变过程符合Gibson三元件流变模型规律,且其模量参数和黏滞系数均随固结压力的增大而增大。     

考虑压缩模量深度效应的深厚软土桩基沉降计算

对于深厚软土桥梁桩基础的沉降计算,土层的压缩模量是一个极为重要的参数。针对京沪高速铁路桥梁桩基沉降,以DK152工点处的土工试验数据和现场测试成果为基础,通过拟合分析得到与土层深度有关的天然状态下压缩模量计算公式。在该基础上,进一步运用神经网络建立土层压缩模量与桩基沉降之间的映射关系,对不同土层在不同深度的压缩模量进行反演分析,相关反演结果与经验公式计算值基本一致,得到的桩基沉降量与现场监测位移吻合良好,说明文中提出的压缩模量计算公式的准确性和实用性,相关模型概化和反演计算方法也是合理的,对深厚软土地基下高速铁路桥梁深长桩基的沉降计算有一定的参考价值。     

侧向约束下柔性桩复合地基沉降特性

侧向约束技术在地基处理工程中能有效地减小地基沉降。本文结合铁路工程与软土工程特性,采用模型试验与数值模拟的方法,研究了侧向约束(桩)对柔性桩(夯实水泥土桩)复合地基沉降的影响,分析了柔性桩和土体沉降变化随荷载水平的变化规律,探讨了侧向约束条件下土体模量、桩间距等因素对地基沉降的影响。研究结果表明:在柔性桩复合地基中设置侧向约束桩,当土体压缩模量较小时,采用2d(d为桩径)或3d桩距皆能较好地降低桩的沉降量;随着土体压缩模量的增大,桩距采用3d时减沉作用降低、2d时减沉效果增强、4d时减沉作用不明显;桩间土体沉降量在桩距为2d及3d时,减沉作用呈现先减小后增大的特点,4d时其沉降量减小比值为4%~5%。因此,合理设置侧向约束桩才能有效限制软土侧向挤出,以达到减少复合地基沉降的目的。     

结构性黏土的压缩变形特性

海相软黏土的结构性对土体的变形与强度特性有着重要的影响,这种影响与爆炸挤淤置换法处理软基的置换深度直接相关,是海堤基础沉降与稳定性分析的不确定因素。为了探究结构性对海堤地基沉降的影响,并对海相软黏土的压缩特性进行定量分析,建立结构性黏土的压缩变形模型,同时给出模型参数的确定方法。利用文献中的试验数据对模型进行了验证,结果表明模型不仅适用于一维应力状态下的变形分析,能够描述三轴应力状态下结构性黏土的压缩特性。利用所建模型对浙江漩门地区海相软黏土的压缩特性进行模拟,分析表明,模型能较好地考虑结构性对该地区软黏土压缩变形的影响,为该地区海堤沉降的预测提供量化分析的手段,有助于加强结构性黏土地区海堤地基设计与施工的理论基础。