压密注浆的能量分析方法

为了能够从能量的角度分析压密注浆的力学机理,并给出注浆压力的理论解,将整个注浆过程视为无限土体中的圆孔扩张问题,根据注浆过程中能耗区土体在注浆压力和静止土压力作用下的应力、应变和体变关系以及注浆扩孔过程中的能量和体变守恒原理,推导出压密注浆极限注浆压力的理论解答。计算和分析表明,理论解的计算结果与工程实际比较吻合,而且球形扩孔的注浆压力比柱形扩孔的注浆压力要小得多,初步证实了理论解的可靠性。     

水泥-水玻璃浆液裂隙注浆扩散的室内试验研究

动水环境中的注浆扩散规律对指导突涌水治理注浆设计与施工具有重要意义。通过开展水泥-水玻璃（C-S）浆液单一平板裂隙动水注浆模型试验,揭示了基于试验条件下的C-S浆液裂隙动水注浆扩散过程的非对称椭圆（AE）扩散规律,提出浆水速比的概念并用其拟合AE扩散控制参数随时间的变化曲线,分析了浆水速比对浆液扩散范围的影响,最终建立了描述浆液扩散迹线的瞬态方程。研究结果表明：浆液扩散迹线可以采用随时间变化的非对称椭圆进行描述;逆水扩散距离和扩散开度与浆水速比正相关而浆液顺水扩散距离与浆水速比负相关。并据此对裂隙动水注浆设计提出了建议,希望对实际注浆工程提供一定借鉴。     

强夯激励下黄土边坡动力响应模型试验研究

设计并完成了1:20比尺的黄土边坡大型动力模型试验,探讨了模型试验中的相似律、边界条件处理等问题;研究了强夯激励下黄土边坡的动力特性变化规律与动力响应规律,以及边坡坡率对动力特性和动力响应的影响。试验结果表明,边坡坡率越大,动力响应幅值越大;强夯激励下黄土边坡的动力响应幅值均随冲击荷载作用而产生并迅速衰减;振动周期在1 s之内,主频率在25～45 Hz之间,不会出现振动叠加现象。强夯激励下黄土边坡对径向加速度的放大效应更显著,下部边坡以竖向振动为主,上部边坡以径向振动为主。黄土边坡的边缘部位对强夯冲击振动的反应幅值较之内部存在放大现象。沿坡高方向,边坡对输入加速度具有明显的放大作用,坡顶处的放大效应最为显著。试验结果有助于揭示黄土边坡在强夯激励下的动力响应规律,为黄土地区的工程设计和施工提供有益的参考     

强夯法加固湿陷性黄土的微观研究

黄土的湿陷性对于建筑的安全具有极大的危害性,而强夯法可以有效地消除黄土的湿陷性。通过对强夯前后湿陷性黄土的物理力学性质及微观结构进行对比分析,强夯效果沿深度可分为三段,从3 m至8 m为强夯效果最佳段。强夯使土体中孔径大于20 μm的孔隙含量减少,小于5 μm的孔隙含量增加,土体的致密程度提高。     

强夯能量利用率反演及加固影响范围研究

强夯法具有高效的地基处理能力而被广泛应用,但加固地基的同时会对周围工程结构和环境产生一定的振动危害。以能量转换原理为基础,近似将夯击能分为振动波能和土体塑性功两部分,通过建立的强夯椭球体分区加固模型,导出塑性功计算格式,提出利用监测强夯夯坑深度变化信息来反演强夯能量利用率的反演方法,并导出了相应的反演公式。依据加固压实区和加固影响区椭球体分布假设和夯坑深度变化监测结果,给出了强夯加固范围和影响范围大小的计算思路和方法。以北京园博园回填土地基强夯加固工程为背景,利用现场监测试验信息对强夯能量利用率和加固范围及影响范围进行了反演分析和计算。分析表明,文中方法不仅能够有效地反演出强夯能量利用率和计算出强夯加固范围和影响范围,且可利用分析结果能够方便地估算地基强夯加固时的有效夯击次数,进行加固方案设计等。通过分析结果与现场地基测试结果的比较,验证了文中方法的有效性和实用性。     

黄土强夯的模型试验研究

利用读数显微镜位移跟踪法，对黄土进行了强夯的模型试验研究，分析了不同的参数对强夯加固范围的影响程度和相互关系，提出了考虑这些主要因素的加固深度的计算公式，并对强夯机理进行了分析。     

饱和软弱地基冲压处理试验研究

冲压处理饱和软弱地基是一种新型的软基处理方法,对于处理浅层固结硬壳层十分有效,应用于土基处理领域,特别适用于公路、场道的地基处理。以某大型工程的饱和软弱地基为例,在划分的试验区块进行冲压动力固结试验,试验过程中监测孔隙水压力并分析监测结果,提出了合理的施工参数和间歇周期。检测表明,处理后地基获得了良好的加固效果;冲压试验为工程提供了合理的施工方法和施工工艺,也为展开大面积施工提供了保证。     

某港口工程地基处理中的强夯振动效应研究

强夯法是地基处理的一种常用方法,而强夯施工振动往往是制约强夯法应用的关键。结合沿海某港口工程地基处理中的强夯振动工程实例,介绍了强夯法地基处理引起的振动在土中纵、横向的传播和衰减情况。根据实测结果,分析了强夯振动对周围环境的影响,并建议了振动的防治措施。此外,还针对深度方向上的处理效果提出了分带方案。     

强夯加固地基的土体竖向位移计算方法研究

根据动力分析中应力边界与速度边界之间的关系,将应力边界时程转化为速度边界时程,提出计算土体竖向位移的新方法,并进行了简化和多角度对比性研究。在钱家欢加卸载模型应力和竖向位移计算的基础上,提出将正弦荷载形式和三角形荷载形式分别引入,推导出竖向位移的两种简化计算方法。两种方法概念清楚、物理意义明确,形式简单且相同,区别仅在于系数不同。工程实例表明,两种方法计算出的竖向位移均接近于实测位移,但正弦荷载形式下的位移计算方法更能反映实际情况。     

强夯在高路堤填筑上的应用

介绍强夯法在填筑运城－三门峡高速公路的一个41高路堤中的应用。分析了夯期检测和长期监测的结果，并与分层碾压法进行比较，说明强夯法具有压实度高，含水量适宜的范围宽和施工速度快的优点，可在高填方工程中推广应用。还简要介绍了袋装砂井在过湿土地基处理中的应用。     

强夯动力性能的显式非线性数值分析

充分考虑碰撞中出现的材料非线性、几何非线性、接触非线性、运动非线性以及它们之间相互耦合的特性,利用显式瞬态非线性有限元分析技术分析了强夯对地基土的冲击碰撞过程,得到了夯锤与土体之间的撞击力时间历程、土体位移、应力的时间历程,并得到了落距、夯锤重量、夯锤底面积与强夯加固深度之间的相互关系,分析结果表明：土体位移滞后于土体应力,再现了夯锤与土体碰撞的整个过程,反映了强夯过程中的一般现象和基本规律。     

强夯法加固沙漠土地基处理试验研究

对内蒙沙漠土进行8 000 kN m、6 000 kN m、4 000 kN m、3 000 kN m能级强夯法地基处理试验,通过标准贯入试验、动力触探试验和平板载荷试验对强夯后的沙漠土进行检测,得出各种能级强夯对沙漠地区填方区、挖方区处理后的有效加固深度和承载力。对强夯法处理沙漠土的一些规律进行总结,给出各种强夯能级能够处理的有效加固深度、夯点间距等设计施工参数,供类似地质条件下强夯地基处理工程借鉴参考     

强夯处理碎石回填土地基相关性试验研究

在高填方地基强夯处理过程中检测与评价强夯质量是整个工程中非常重要的一部分。对某1 000 kV特高压变电站工程高填方碎石土回填强夯地基,从理论和实践的角度出发,研究瑞利波（RWT）、动力触探（DPT）和静载荷（PLT）各试验结果的相关性,表明瑞利波和动力触探试验结果可以验证静载荷试验结果。前两者可作为强夯地基检测的间接手段,适当减少费用昂贵、历时较长的静载荷试验,节省工程造价和加快工程进度。由试验结果拟合出各试验结果之间的数学表达式表明,剪切波速和地基承载力特征值近似服从幂函数相关,与变形模量和超重型动力触探击数近似服从指数函数相关,可推测出强夯地基有效加固深度和其他地基土力学参数。根据强夯有效加固深度实测结果,提出基于梅拉公式计算结果的修正系数在0.24~0.27之间,其结果可供类似工程的设计及施工参考。     

全程注浆在隧道穿越既有建筑物中的试验研究

厦门市成功大道工程是福建省2005年重点建设项目,项目由多座立交和两条特长城市隧道组成,其中莲前至梧村山隧道里程长度为3 700 m,采用双洞双向6车道标准.隧道在埔南工业区的685 m段采用跨度达34 m的浅埋连拱结构穿越地面67栋密集建构筑物.洞项至地表的覆盖层只有7～24 m,水文、地质较差,洞顶基本为杂填土和残积亚黏土层,洞底多为全、强风化花岗岩,地下饱和水位高(局部洞身地处海平面以下20 m左右),施工风险极大.为了保证既有地面建构筑物的安全,提出了以过程控制和过程恢复为核心的全过程注浆方案,并预留104#和105#拆迁房为试验楼,采取地面注浆和洞内注浆的方法来进行过程控制和房屋抬升的试验.在现场试验中,根据全过程注浆的思路,提出了建筑物安全风险控制标准.通过室内试验比较了不同浆液的注浆效果,分析实际施工中房屋摹础改造和地基注浆加固、动态跟踪注浆以及工后房屋恢复抬升的特点和效果.在注浆过程中进行实时的信息反馈和分析,进而了解注浆工艺和参数与地层加崮效果和建筑物抬升效果之间的关系,得出了一系列有意义的结论.试验结果为隧道后续穿越建构筑物施工提供经验和指导,研究思路可为类似的隧道穿越工程提供一定的参考.     

高能强夯下地基土体的变形特性

为了掌握高能级强夯作用下土体的变形特性,在LS-DYNA的框架内,采用非线性大变形显示有限元算法和“帽子”本构模型,计算了强夯作用下地基土体的变形。首先,根据现场施工的实际情况建立了有限元基本模型,并与实际的监测数据进行比较,其计算结果与测试结果基本一致,该模型能较好地反映出土体的隆起和侧向位移特点。其次,以该基本模型和夯坑的变形为考察对象进行参数分析,研究了不同能级、同能级不同动量以及夯锤与地基土间的水平摩擦力对土体变形的影响。结果表明,高能级强夯作用下夯锤与地基土间的水平力是不可忽略;夯锤与地基土之间的摩擦力,对夯坑侧向的土体位移和地表的隆起有明显的影响     

滩地软基强夯法加固试验实测分析

对上海某围垦滩地软基强夯法加固试验实例进行分析,通过对多种测试结果比对表明该方法是有效的。同时为提高强夯法加固效果,提出了相关建议。     

压实度和含水率对压实黏性土动态力学性能的影响试验研究

利用直径为? 25 mm的聚碳酸脂分离式SHPB试验装置和真空封泥作为波形整形器,以不同速度撞击试件,测试了不同压实度和含水率试件在应变率范围为600～2 500 s－1内的动态力学性能,并对试验结果的有效性进行了讨论,分析了冲击压缩荷载作用下应力-应变曲线、动态峰值应力与峰值应变,动态峰值应力和峰值应变增长因子以及比能量吸收与应变率之间的关系。研究结果表明：压实黏性土的动态峰值应力、峰值应变和比能量吸收随应变率的增大而增大,而压实度与含水率对压实黏性土的动态峰值应力、峰值应变和比能量吸收基本无影响;压实度与含水率对动态峰值应力和峰值应变增长因子有较大影响;比能量吸收随应变率而呈指数增长。     

基于体应变的强夯加固范围研究

通过数值模拟分析地基的强夯加固效果,把夯后地基土的体应变与工程要求的干密度联系起来,用控制体应变作为评价加固范围的标准。通过对数值模拟及试验数据的分析发现,夯击冲量越大,加固效果越好。相同夯击能可以产生不同加固效果的规律,得出了用夯击冲量替代夯击能作为施工参数的控制标准更为合理的结论。改进了夯锤尺寸影响强夯加固效果的研究方法,分析时固定夯锤厚度比固定夯锤质量更具归一性。研究表明,在土性参数相同的条件下,夯击沉降量仅与单位面积夯击冲量有关,而加固深度不仅与单位面积夯击冲量有关,还与夯锤半径有关。在以控制体应变作为加固范围的评价标准、研究各参数影响规律的基础上,采用量纲分析法得到了加固范围的计算公式,并与工程实例进行对比分析,得到了强夯作用下土的干密度分布特征。所得结论对类似工程具有一定的参考价值。     

Reducing liquefaction potential using dynamic compaction and construction of stone columns

In-place soils in the floodplains of major rivers are frequently stabilized to reduce the liquefaction potential when sites are located in earthquake prone areas. A site in the floodplain of the Missouri River in the United States of America was recently remediated to reduce liquefaction potential using the Deep Dynamic Compaction method of densification of in-place soils. Modifications were made to the conventional method in the form of construction of stone columns to densify the in-place soils to deeper depths. Results are presented to show that the modified procedure used at the site satisfactorily remediated the site. Construction of stone columns not only densified the soils to the required depths, but also helped support a five-story office building on conventional strip and spread shallow foundations. Site remediation and an alternative foundation scheme resulted in substantial cost savings without any delay in the construction schedule.     

偏最小二乘回归法在强夯置换深度估算上的应用

简述了单因变量偏最小二乘回归的基本方法,并对一组工程实例,利用该方法回归建模,得到强夯置换深度回归方程,结果明显好于文中所述的其它两种方法,表明该方法是可靠、有效的。