监测技术在双层软黏土固结度计算中的应用分析

深厚软黏土常成层分布,本文针对典型双层软黏土,在地基处理时采用监测设备获取沉降及孔压变化数据,推算地基应变、应力固结度,并与太沙基一维渗流固结理论计算固结度进行对比分析。研究应力、应变固结度在特定条件下的关系,探讨监测技术在双层软黏土固结度计算中的应用。工程实践表明:当土体固结度达90%以上时,不同方法计算固结度基本一致,满足工程使用要求,且采用沉降监测值推算固结度方法简单、可靠性高、实用性强,可在工程中广泛应用。

近海红黏填土的固结特性与预测模型研究

为研究大连金州湾海上填土机场用土的固结特性,防止出现不规则沉降,开展在含盐环境下不同含水率重塑红黏土的固结试验,分析含水状态对红黏土变形特性的影响规律,在此基础上,验证5种固结模型在含盐环境下对红黏土的适用性。分析结果表明:初始含水率是影响重塑黏土压缩特性的重要因素,初始含水率越高,压缩曲线的斜率变化最为明显;在较大的固结压力条件下,不同初始含水率试样的压缩曲线斜率趋于一致,但不同含水率下重塑土压缩后的孔隙比仍有较大差距;已有的黏土非线性压缩模型并不适用于高含水率和含盐环境下的红黏土;结合已有的孔隙指数概念,重新建立了固有压缩指数e_(100)与C_(c)的经验公式和考虑含水率的I_(v)-lnp压缩模型,该模型对高含水率和含盐环境下的黏土具有较好适应性。

非饱和黏性土固结试验研究

文中采用室内固结试验手段,研究由工程黏性土配置而成的不同饱和度的非饱和黏土在不同试验条件下的变形影响因素与影响规律。结果表明,不同饱和度条件下,同级荷载条件下随饱和度的增加,变形量呈现规律变化,但当含水率接近塑限时,土体会存在一定的黏滞强度,增加了试样排水时长,进而影响土体固结沉降量变化规律;不同固结压力下,土体饱和度越大,在相同荷载作用下产生的瞬时沉降越小;此外预压的存在能够减小后期的次固结系数,并降低后期固结沉降。该研究内容对于非饱和黏性土一维固结理论的相关研究工作提供了一定的技术和数据支持。

层状盐岩力学特性研究进展

盐岩具有孔隙度低,渗透率小,损伤自恢复和塑性变形能力大等特性.本文着眼于深部盐岩能源地下储备,在简要介绍国内外盐岩力学特性研究现状基础上,着重综述了近期关于层状沉积型盐岩工程力学特性研究的进展.层状盐岩压缩试验表明泥质硬石膏夹层对盐岩体的变形和破坏特性有明显的影响,揭示了复合岩体的变形和破坏机制;层状盐岩流变试验表明层状盐岩的蠕变主要由盐岩层控制,硬夹层的存在对溶腔围岩的长期蠕变起到抑制作用;为了深入了解界面的力学特性,开展了层状盐岩直接剪切试验、间接拉伸试验和界面微观分析试验,试验表明层状盐岩体中盐岩夹层界面具有较强的黏结力,这十分有利于盐岩溶腔的密闭性和稳定性;针对特殊的层状岩体提出了复合岩体Cosserat介质扩展本构模型,并应用于层状盐岩构造中能源储库稳定性分析中.最后指出了层状盐岩工程力学特性研究中值得关注的几个重点研究方向.

荷载作用下混凝土的碳化深度

通过养护28 d和90 d混凝土的快速碳化实验,研究了未加载混凝土的碳化经时模型;在不同荷载率(25%和50%)下和不同养护龄期时研究了混凝土的抗碳化能力.结果显示:未加载混凝土的碳化经时模型符合指数关系;施加荷载后混凝土的抗碳化能力显著劣化,而延长养护龄期可提高混凝土的抗碳化能力.

固结试验及其相关问题的讨论

固结系数是岩土工程中较常采用的计算参数之一,大量的实际工程计算与监测结果表明,试验得到的固结系数偏小.为了探讨固结试验过程的内在特征,将常规固结试验仪器进行了改进,使其能够进行土样底部的孔压测定.经过100kPa,200kPa,400kPa3个不同固结压力下的固结试验,分析了试样底部的孔压上升规律与太沙基固结理论差异的原因;通过减小土样与仪器侧壁摩擦的对比试验,使上述差异得到一定的改善;又通过全自动应力路径三轴试验,分析了其他因素对固结试验的影响.

软土压缩过程中固结系数的研究

研究了软土固结系数在压缩过程中随应力水平变化的规律,推导出正常固结和超固结状态下固结系数与固结应力之间的表达式,通过室内渗压试验进一步探讨和验证固结系数这一特点。该结果为数值分析的准确性提供了保证。

结构性对琼州海峡软土压缩特性的影响

天然软土大多具有结构性,且结构性因地而异。通过室内试验研究了结构性对琼州海峡两种海洋软土压缩特性的影响,并结合琼州海峡铁路轮渡工程,讨论了土结构性的存在对该工程防波堤地基处理工程效应的影响。

固化淤泥压缩特性的试验研究

淤泥固化技术在国内已经进入到工程应用阶段,明确固化淤泥的压缩特性对于指导淤泥固化工程的设计具有重要意义。通过单因素试验方案对不同初始含水率、不同水泥添加量、不同养护龄期的固化淤泥的压缩特性进行了研究。结果发现,固化淤泥压缩特性的最大特点是存在固结屈服应力,当荷载小于固结屈服应力时固化淤泥的压缩性非常小,而固化淤泥屈服之后的压缩性是屈服前压缩性的20倍以上,并且远大于未处理淤泥的压缩特性。淤泥本身是高压缩性的土,固化处理以后变为中等压缩性和低压缩性的土体。固化淤泥的固结屈服应力随水泥量增加线性增大,龄期越长、含水率越低固结屈服应力越大。固化淤泥的这种在固结屈服应力处发生突变的压缩特性和天然沉积结构性土类似,可以用双对数压缩模式来表示固化淤泥的这种压缩特性。

连云港软土蠕变特性及其工程应用

为了研究软土的蠕变固结特性,进行了一维的固结蠕变压缩试验。得到了连云港软土的蠕变特性。以参数Cα/De100分析了次固结对固结过程的影响。把饱和粘性土骨架视为粘弹性体,提出了一种划分主次固结的方法,并且,此方法可以应用于实测资料进行主次固结划分。

黄土的连续加荷固结试验的有限元分析

应用常应变率模型对重塑黄土进行有限元分析。通过不同的应变率模型试验,结果表明试样中竖向有效应力的增长速度随着应变率的增大而增大。应变率越大,加载后期最终的有效应力值也越大;孔压的上升速度越快,达到相同压缩量孔压所产生的幅值也越大,常应变率试验中孔压缓慢上升中途并未出现水压力消散的现象。常应变率试验在加载初期试样不同深度的水平面有效应力分布均匀,克服了常规固结试验中加荷瞬时,有效应力分布不均造成的试样压缩的不均匀这个缺点。与室内固结试验结果进行了比较分析,结果表明所采用的数值分析方法能较好地模拟黄土的固结试验过程,对揭示土体固结变形有一定的实际意义。

真空和堆载两种预压法的室内试验研究

通过室内试验模拟真空预压法和堆载预压法加固不同深度的土体,对两种预压法下土体前后的物理力学性质指标、土体的沉降量、排水量等进行了分析,认为两种方法均能使土体的物理力学性质改善,就渗透性而言,真空预压优于堆载预压,但就压缩性而言,堆载预压优于真空预压;堆载预压下试样的轴向位移远大于真空预压下的轴向位移,且比真空预压下的沉降收敛慢;真空预压下的排水量大约是堆载预压下排水量的1.8倍;在真空预压和堆载预压下,浅层土体的排水量均大于深层土体的排水量。

K_0固结条件下粗粒土变形及强度特性研究

采用大三轴剪切仪对不同相对密度的双江口心墙坝覆盖层料,进行了K0固结及各向等压固结条件下的排水剪切试验,探讨了K0固结过程中粗粒土的变形特性。将K0固结与等压固结条件下的排水剪切试验的结果进行了对比分析。结果表明,K0固结加载阶段,平均主应力p与体应变εv之间、剪应力q剪应变εs之间的关系都可用幂函数形式表示。K0固结稳压阶段,εa-t关系呈指数关系。与等压固结试验相比,K0固结试样的排水剪强度略大。K0固结排水剪试验所得到的初始弹性模量Ei、初始泊松比vi均大于等压固结排水剪试验相同应力条件下的弹性模量、泊松比;且K0固结条件下试样的剪胀性也较为明显。

波浪和潮波作用下黄河口快速沉积海床土非均匀固结试验研究

黄河高含沙量水体在弱潮陆相河口入海,80%的泥沙在河口附近快速堆积。过去研究发现,黄河三角洲潮滩表层沉积物呈现非均匀固结状态。为了揭示该现象产生的机制,在黄河刁口流路三角洲叶瓣潮坪上,现场取土配置黄河口快速沉积形成的流体状堆积物,研究快速沉积的粉质海床土在波浪和潮波作用下的孔压响应及非均匀固结过程。利用静力触探、十字板剪切试验、孔隙水压力监测等原位测试手段,实时测定快速沉积的海床土强度和孔压变化过程。研究发现,快速沉积的粉质土在自重作用下的固结速度很快,正常固结完成后,强度随时间的发展依然不断增加,沿深度方向出现类似原状土体的固结非均匀现象和似超固结状态;在波浪和潮波作用下快速沉积粉质土孔压沿深度出现非均匀变化,在波浪作用下出现了超静孔压的积累。分析发现,该固结状态和强度沿深度方向非均匀变化是由于土体在潮波及潮波和波浪的联合作用下形成的;潮滩表层土体在波浪荷载长期作用下形成硬壳层。

渗透固结试验装置的研制

利用传统的固结仪进行的土工试验可以很好地满足工程需要,但是对软粘土进行深入研究却有明显的不足。通过对固结仪的改装,使其具有以下功能和优点:仪器的密封性能好,可以收集土样固结过程中排出的孔隙水,漏水量小;通过三通阀可以控制排水条件,既可以进行单面排水试验,并在底部量测孔隙水压力的消散规律,也可以进行双面排水试验;可以同时进行固结试验、渗透试验,研究在外加荷载作用下土样的渗透特性。

考虑悬链线效应的约束钢梁在分布荷载作用下的性能(Ⅰ)——理论模型

约束钢梁在分布荷载作用下的变形和耗能是构件抗爆以及结构抵抗连续性倒塌研究的基础。本文提出了同时承受轴向弹簧和转动弹簧约束的钢梁在分布荷载作用下的计算模型,根据约束钢梁内力将钢梁反应分为5个阶段,采用约束系数方法和刚塑性铰模型详细推导了约束钢梁不同阶段的荷载-跨中挠度曲线计算公式。重点研究了约束钢梁由抗弯向拉弯转化并最终主要依靠拉力抵抗外荷载的过程,即钢梁在分布荷载作用下的悬链线效应问题。另一篇系列文章将通过数值算例验证本文公式的准确性。

远场大地震作用下深软场地设计地震动参数研究

针对苏州城区典型地层剖面,建立大尺度深软场地的二维精细化非线性有限元分析模型,研究了大地震远场地震动作用于深软场地的设计地震动参数。结果表明:①大地震远场地震动作用时的深软场地地表地震动峰值加速度(PGA)明显大于人工波作用时的地表PGA,输入地震动特性、土介质的横向不均匀性及其非线性,使不同地表位置的PGA存在明显的变异性;②深软场地的地表设计地震动参数max,max和g T值远远大于现行国家规范或标准的取值,且max随地震动水平的提高而增大;③沿土层深度的PGA折减系数,对深度5 m以浅土层可取1,对深度35 m以深土层可取0.65,对中间深度土层可线性内插;④苏州深软场地土的最大剪应变幅值出现在土层深度10 m附近的窄带区域内,且中震、大震水平时,深度10～20 m的土介质处于弹塑性变形到大变形的过渡阶段,对该深度的地下结构,尤其是细长地下结构的抗震不利。对于类似苏州城区的深软场地,应充分考虑远场大地震效应的影响。

推算室内固结系数的剩余沉降对数法

试样剩余沉降(最终沉降与沉降的差值)的对数与时间呈线性关系,由线性方程的系数可推算出试样的固结系数。采用最小二乘原理估计线性方程的系数时需事先确定最终沉降,由于线性方程的线性相关系数是最终沉降的函数,为使线性拟合达到最佳,最终沉降应使线性相关系数取到极值,根据这一条件可解析出最终沉降。与推算固结系数的时间平方根法和时间对数法等方法相比,本文方法无需固结试验初始阶段和最后阶段的数据,从而避免了初始沉降和后期次固结沉降的影响,并加快了固结试验的进程。

真空预压有效加固深度的探讨

本文利用弹簧装置阐述了加固软黏土地基的真空预压方法的作用机理。在此基础上,比较了真空提水的极限深度和真空预压有效加固深度的不同,分析了真空预压有效加固深度大于真空提水极限深度的原因。通过设计模型直观地演示了真空预压的作用过程,并分析了沉降量、孔隙水压力等的变化,表明真空预压的有效加固深度与真空度大小无关,而与真空度的传递有关。最后通过工程实例证实真空预压的有效加固深度可以超过10m。

吹填土沉积固化后结构强度增长的机理分析

根据吹填土沉积固化后的压缩试验,提出了吹填土结构强度的概念,并且由试验结果得出了吹填土固化后结构强度与压力的关系曲线,发现了结构强度随压力增长的趋势.从微观结构的角度,以微观结构定量化数据为基础,系统地分析了吹填土结构强度的增长机理.