饱和岩土边坡的孔压增量强度折减极限分析方法

目前饱和边坡的强度折减法流固耦合分析是在总应力的静水压力差法基础上,通过调整浸润面位置、考虑材料浮力作用加以实现,未能解决强度折减过程孔隙水压力变化的情况。本文从岩土体固相介质强度参数(c、φ)与液相介质强度参数(孔隙水压力)相互关系出发,解释了固体骨架、自由水不同步的荷载传递过程,提出了有效应力的强度折减法、孔压增量近似确定方法,并在总应力静水压力差方法基础上给出了孔压增量强度折减方法的实现过程。研究表明:孔压增量强度折减方法计算的饱和边坡零孔隙水压力面升高0.34~0.44 m(4%~5%),与目前在涉水边坡流固耦合分析中按经验选取0.5 m的浸润面抬升值较为一致。

水平联合竖直排水板真空预压处理工程废浆试验研究

传统真空预压法(VP)在加固工程废浆时存在预制竖向排水板(PVD)易淤堵、周围土体形成土柱以及真空度随深度衰减等问题,考虑到预制水平排水板(PHD)在真空预压法处理软土地基中的特点,提出一种水平联合竖直排水板真空预压(PHD-PVD-VP)处理工程废浆的方法。通过4组大型室内模型试验,对工程废浆加固过程中的排水、沉降以及孔隙水压力进行监测,并借助扫描电镜得到的排水板滤膜微观图片,分析不同初始PHD真空压力下PHD-PVD-VP对工程废浆的加固效果。试验结果表明,PHD-PVD-VP处理工程废浆时减少了土颗粒径向移动速率,延缓“土柱”的形成及缓解土颗粒嵌入排水板滤膜的淤堵效应,提升了土体整体固结效果;40 kPa的初始PHD真空压力使PHD-PVD-VP对工程废浆的排水固结效果最佳,处理后土体的平均含水率和十字板剪切强度分别为40.9%和25.5 kPa,有效地缓解了PHD和PVD的淤堵并改善了土体固结的均匀性。通过微观结构分析发现,PHD初始真空压力的大小同时影响着PHD与PVD滤膜的淤堵情况,从而影响其排水性能,40 kPa的初始PHD真空压力使得两种排水板的排水性能都得到充分发挥。

清远地区高填方路基的固结沉降变形规律研究

依托广东省清远市某高速公路高填方项目,采用数值模拟与现场监测手段,对高填方路基的固结沉降变形规律和超静孔隙水压力的变化过程进行了研究,提出了通过减小填筑速度来减小工后沉降量的方法,对类似地质条件下高填方工程的设计与施工提供参考与借鉴。

填土介质劈裂注浆加固机理试验及效果评价

为了探究填土介质劈裂注浆的浆液扩散规律和加固机理,设计了一套由试验台架系统、注浆系统和信息监测系统构成的三维模拟注浆试验系统,开展填土介质劈裂注浆试验研究。通过观察注浆加固后浆脉的性状和分布特征,分析浆液在填土介质中的扩散规律和加固机理。对注浆前后的土体进行单轴压缩试验、轻型动力触探试验、渗透性试验以及室内土工试验,探讨了不同性状浆脉的分区特点与填土力学性能的关系,并对填土注浆后加固效果进行评价。最后,通过工程实例,验证了该模型试验和加固效果评价的合理性和可靠性。研究结果表明,填土介质劈裂注浆形成的浆脉主要由底部半球形浆泡以及呈板状的主干浆脉、网状分支浆脉和渗透充填浆脉4种性状浆脉组成,被注土体通过主干浆脉-分支浆脉-渗透充填浆脉的三级浆脉网络以及土体间的压密作用得到加强。注浆后,被注土体的单轴抗压强度平均提升186%,渗透系数平均减小47倍。平均黏聚力和内摩擦角分别提升45.3%和44.9%。此外,填土的密度、含水率等其他各项指标均有一定程度提高,动力触探试验结果反映的承载特性与浆脉的分布情况基本一致。

强夯加固粉土地基的竖向附加动应力传递特性

强夯法在各类地基处理项目中得到了广泛应用,但其加固机理仍落后于实践,特别是强夯引起的地基内部竖向附加动应力传递特性。鉴于此,先基于Boussinesq应力解和动量定理推导强夯竖向附加动应力和附加剪应力拟静力解。然后,以新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市机场北区扩建项目为工程背景,运用夯锤速度法,模拟1000~4000 kN·m能级间强夯引起的动力波传播过程、竖向附加动应力传递特性和夯后土体位移场。最后,将拟静力解与动力数值解的计算结果进行对比分析。研究结果表明:强夯引起的动力波传播呈半圆弧形,竖向附加动应力传递呈半椭圆形。动力波的传播距离决定了强夯影响范围,竖向附加动应力显著区边界决定了强夯有效加固区。由拟静力解得到的竖向附加动应力相比数值解沿深度方向的衰减更快。该研究结果可为强夯法地基处理工程提供重要参考。

市政路桥路基路面压实施工技术研究

市政道路是城市基础设施的重要组成部分,其承载能力、使用寿命和行车安全性对城市交通运输的发展起着重要作用。而路基路面压实施工技术是保证道路质量的关键因素之一,因此对市政道路路基路面压实施工技术的研究和应用具有重要意义。同时,通过分析压实施工的重要性、影响因素以及施工中存在的问题,旨在提供一些解决问题的方法,以提升市政道路的质量和性能。

附加质量法在昆明新机场填料压实密度检测中的应用研究

附加质量法是粗粒料密度测试的无损检测方法之一,介绍了附加质量法的基本原理和理论模型,并成功应用于昆明新机场粗粒料填筑的压实密度检测。试验结果表明:(1)附加质量法检测得到的地基刚度与灌水法检测得到的干密度呈线性相关,相关系数为0.81,利用率定试验得到的经验关系计算得到的干密度与验证试验的相对误差在-1.78%～1.75%之间,其检测精度能够满足施工检测精度检测要求,并给出了昆明新机场粗粒料压实密度检测的经验关系式;(2)附加质量法具有操作简单、检测速度快捷、被检测粗粒料无损伤等优点,是一项很有发展前景的无损检测技术。

基于GA-SVM的基坑施工地面沉降时间序列预测研究

基坑施工引发的工程性地面沉降的因素众多,地面沉降数据具有高度的非线性,高精度的地面沉降预测具有一定的困难。利用三次样条插值法对观测数据进行预处理,运用遗传算法(GA)寻找支持向量机(SVM)的最优参数并建立GA-SVM时间序列预测模型,应用于基坑工程信息化施工和动态设计。用GA-SVM时间序列预测模型对广州某地铁站基坑工程的地面沉降数据进行预测,并与实测值相和其他预测方法相比较,该模型有明显的优越性,对基坑施工安全性的提高具有重大的意义。

沉管干振碎石桩对土层的挤密效应

探讨了沉管干振碎石桩对土层的加固效应 .通过在不同土质条件中对不同充盈系数的碎石桩在成桩过程中的孔压、侧向位移的量测以及碎石桩处理后对桩间土进行的标准贯入试验和瞬态瑞利波的检测 ,经过分析认为 :碎石桩的地基处理效果与土层性质关系很大 ,在粉土层中碎石桩处理效果明显 ,在粘性土中碎石桩处理后土体强度提高不大 ;充盈系数大的碎石桩对桩周土挤压明显 ;围压也是影响碎石桩处理效果的一个重要因素 ,因此在碎石桩地基处理中应综合考虑各种因素 。

基于孔隙介质模型的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法

复合地基沉降计算是地基加固处理及相关设计的重要依据.基于刚性基础下散体材料桩复合地基沉降变形的特点,从桩与土微观变形力学机理研究入手,考虑其孔隙性质并引入孔隙介质分析方法,分别建立了反映桩与土表观变形力学参数与其骨架实际变形力学参数之间关系的孔隙介质模型.在此基础上,考虑桩与土变形力学参数的非线性特征,引进分级加载的思想,分别建立了附加应力和初始地应力对桩与土变形力学参数的影响模型,进而,建立了一种改进的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法.通过工程实例分析并与现有方法计算结果进行对比,发现该方法不仅能反映桩和土变形力学参数随埋深和附加应力变化而变化的非线性特征,还能避免地基沉降计算中压缩试验曲线的使用,而且具有更高的计算精度,表明了该模型和方法的合理性与优越性.

红海地区珊瑚礁吹填料的压实效果研究与分析

依托沙特RSGT集装箱码头项目,结合珊瑚礁的矿物成分及基本物理力学特性分析,针对珊瑚礁砂(砾)填料开展室内击实试验对比研究,采用低能强夯和振动碾压相结合对珊瑚礁砂(砾)浅表层地基进行压实效果研究。试验结果表明:珊瑚礁砂(砾)材料属于一类工程应用较少的新型填料,该类填料地基的浅表层碾压效果较好,且经济、环保,可望在珊瑚礁大量分布的沿海地区的港口码头建设项目中得到推广和运用。

基于D-S证据理论的岩体质量分级组合评价方法

现有岩体质量分级方法评价结果存在非一致性的问题.为此,在组合评价思想的基础上,选取多种岩体质量分级方法作为基础分级方法,建立了岩体质量分级组合评价计算模型.并考虑到D-S证据理论是一种较严谨的不确定性推理方法,其具有较强的信息融合能力,并且能够反映不同信息之间的一致性和冲突性,将其引入建立一种新的组合评价方法合成规则.然后,针对D-S合成规则需要解决确定基础分级方法基本概率分配函数这一问题,引入欧氏距离建立基础分级方法基本概率分配函数的确定方法,从而最终建立基于D-S证据理论的岩体质量分级组合评价方法.最后,工程实例分析表明,3种基础分级方法存在冲突性,但是D-S证据理论能够较好地解决这一问题.

强夯加固粉土地基地面振动衰减规律研究

为研究强夯加固粉土地基地面振动衰减规律并确定强夯影响范围,依托济南-东营高速公路工程,对不同夯击能强夯加固粉土地基地面振动的速度幅值及振动频谱进行了现场测试,并基于测试数据通过量纲分析推导了强夯加固粉土地基地面振动衰减规律的计算公式。研究表明:(1)地面振动速度随距离增加呈现出不同的衰减区;(2)单击夯击能越大,强夯施工对邻近环境不利影响的范围越大,单击夯击能相同时夯击次数越多,对邻近环境影响范围越大;(3)地面振动衰减与夯击能和夯锤面积相关,随夯检距离呈负幂函数衰减,量纲分析推导出粉土地基地面振动衰减公式,经验证是合理的。

考虑模量变化与三维应力影响的地基沉降分析方法

鉴于三维应力作用下土变形模量变化的根本原因在于体积变化,首先视地基土是由孔隙与土颗粒骨架组成的两相介质,将地基土单元抽象为空心球壳单元,利用Walsh公式及体积应力作用下的球壳位移计算公式,导出了地基土变形模量、土颗粒骨架变形模量与地基土孔隙率之间的关系模型,在此基础上,考虑地基土变形模量变化的非线性特征,引进分级加载思想,建立了增量体积应力作用的地基土变形模量变化的递推关系模型,然后,考虑三维应力影响,联合引进分层总和与分级加载的思想,利用前述地基土增量体积应力作用的地基土变形模量变化的递推关系模型,建立了新的地基沉降分析方法.该方法不仅能反映三维应力及变形模量变化对地基沉降分析的影响,还能有效避免地基土压缩试验曲线或地基静载试验曲线的使用.通过工程实例计算,并与现有同类分析方法进行比较分析,表明了本文模型与方法的合理性与优越性.

高填方路堤段桩网复合地基承载机理及桩土应力比计算方法

针对高填方段软土路基在路堤荷载下桩网复合地基的受力特点,分析了其自上而下的荷载传递机理.首先,将路堤简化为内外土柱,通过内外土柱的整体微分平衡关系,得到了等沉面高度的理论计算式,由此较为合理地模拟了高填方段的土拱效应.而后,针对荷载传递至土工垫层阶段,采用薄膜模拟了桩土之间的荷载分配关系.在此基础上,将桩网复合地基划分为众多土工格栅、桩及桩间土单元体,桩体及桩间土简化为弹性支撑,进一步得到了高填方段桩网复合地基桩土应力比计算式.最后,对影响高填方段桩网复合地基桩土应力比的各主要影响参数进行了初步研究.结果表明,桩土应力比随路堤高度增大逐渐减小,即填土高度增加后桩土荷载分配趋于均匀,而桩间距、填土的压缩模量的增大将导致桩土应力比增加.此外,土工格栅抗拉强度的增大将加大桩土应力比值,但影响幅度较小.

高填方后处理复合路基荷载传递机理

目的 研究高填方后处理复合路基在施工和服役过程中的荷载传递机理和变形规律,为高填方后处理复合路基的优化设计提供理论依据.方法针对高填方路基后处理成孔注浆施工过程及路基使用特点,采用ABAQUS有限元软件,建立了高填方路基后处理复合地基的数值分析模型,模拟研究了高填方路基后处理复合地基中孔隙水压力、有效应力以及无砂混凝土小桩侧摩阻力、桩身轴向应力的分布特征及发展变化规律.结果高填方后处理复合路基不仅能够有效消散土体中的超空隙水压力,而且能将高填方路基荷载传递至深层土体,对控制路基使用过程中的沉降变形效果显著.结论高填方路基后处理技术可显著减小成孔施工过程中填方产生的超空隙水压力,并且竖向增强体与路基所形成的复合路基能够有效传递荷载,减小路基工后沉降变形.

基于正交实验的高填方分层碾压设计分析

以甘肃陇南成州机场的高填方分层碾压设计为例,采用正交试验分析,优选分层碾压的参数组合并对方案设计进行研究.将压实度和含水率作为控制指标,将松铺厚度、碾压次数和振动振幅作为影响因素,进行3因素3水平正交试验.通过对试验结果的极差和方差分析,找出最优影响因素的组合,以此确定实际施工中的分层碾压设计方案.结果表明,在方案设计及施工质量控制时,主要应控制好碾压次数和振动振幅,松铺厚度的影响并不十分显著.经验证正交试验所确定的方案是可靠的.

动力排水固结法加固机理的数值分析

针对动力排水固结法加固饱和软粘土地基的基本特点，建立了动力排水固结模型，编制了流－固耦合近场瞬态波动有限元时域模拟程序DCDFEM，以某一工程实例为算例进行了流－固耦合数值分析，得出了动力排水固结过程中土体动态响应的一般规律。

含水率和颗粒级配对稍密碎石土抗剪性能及地基承载力的影响

碎石土因特殊的工程特性而被科研人员关注,但对大粒径、粉质粘土填充、稍密状态下碎石土的力学性能涉足较少。根据该类型碎石土特点及大量勘察结果配置出两种比较典型级配的稍密碎石土,通过大型直剪试验仪测定了不同含水率状态下碎石土试样的抗剪强度,绘制剪应力与水平位移的关系图,通过一元回归得出稍密碎石的抗剪强度指标c、φ值,分析了不同含水率、不同级配对稍密碎石土抗剪性能的影响。结果表明:随着含水率的增大,碎石土粘聚力总体呈减小趋势,但变化趋势具有显著的阶段性且和粉质粘土的含量有关,含水率变化对碎石土内摩擦角的影响较小。用规范推荐方法计算了该类型碎石土地基承载力,并与地方规范经验取值和勘察工程实践取值进行了对比,结果表明:含水率对地基承载力影响较大,且与碎石土填充物的粉质粘土含量有关,粉质粘土含量越高,承载力影响越大。

冲击碾压技术在浅层地基处理中的应用

冲击碾压技术是一种高效且低造价的新型浅层地基处理技术,已在国内外公路、机场以及港口等工程的地基加固中得到广泛应用。但是目前关于冲击碾压技术的研究还不多,该技术在浅层地基加固中的适用范围以及加固效果等尚不清楚。通过回顾国内外冲击碾压技术在地基处理方面的应用,总结了该技术在软弱地基、特殊土地基以及其它无粘性土地基处理中的应用现状,并分析了该技术在今后岩土工程实践中的应用前景。