真空预压联合碱渣处理疏浚淤泥加固效果及机理

真空预压技术广泛应用于因疏浚形成的大面积淤泥地基,为了改善传统真空预压加固效果,基于绿色低碳和快速环保的加固理念,提出了真空预压联合碱渣处理疏浚淤泥地基方法。通过开展室内真空预压模型试验和微观测试,探讨分析了碱渣联合真空预压法的加固效果及机理。研究结果表明:与常规真空预压法相比,碱渣联合真空预压法处理疏浚淤泥地基的加固效果得到大幅度提升,其中排水量、表层沉降量提升幅度达20%左右,加固后土体的含水率从90%降低34.9%,十字板剪切强度最大提高1.33倍。通过SEM电镜扫描试验及压汞试验,分析加固完成后土体的微观形态及孔径变化,发现碱渣可促进颗粒聚集团聚,使土中细颗粒含量降低。碱渣和黏土矿物之间可发生强烈的水化反应,生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等产物,增大土体胶结作用。本研究为改进真空预压方法的技术发展及碱渣高效利用提供了理论依据。

砂土边坡的速凝高聚物微型抗滑桩加固效果研究

针对常规混凝土凝固较慢、工期长、施工复杂等缺陷,提出速凝高聚物微型抗滑桩加固边坡的新思路,开展高聚物微型抗滑桩加固砂土边坡的模型试验与数值模拟研究。结果表明,在数值模拟中,将Mohr-Coulomb强度参数转换为Drucker-Prager强度参数时,应力洛德角取0能够更准确地反映边坡岩土体的强度特征;模拟得到的各边坡工况的位移、变形发展过程和破坏特征都与试验结果较为吻合,在一定程度上验证了数值模拟的准确性;在施加了5级水平推力(1 500 N)后,单排高聚物微型抗滑桩加固后的坡脚、坡中和坡顶的实测位移分别比加固前减小了33.4%、33.3%和33.3%,而双排桩加固后的坡脚、坡中和坡顶的实测位移分别比加固前减小了55.9%、53.4%和43.4%。加固前的坡面呈现波浪状的变形特征,加固后的坡体变形显著改善。在水平推力达到1 800 N时,单排桩工况中的桩体断裂,而当水平推力达到2 400 N时,双排桩工况中的后排桩首先发生断裂。研究结果验证了速凝高聚物微型抗滑桩在边坡加固中具有一定有效性和可行性。

临江富水地区深基坑旋喷桩加固效果研究

本文以陇南市东江初级中学综合教学实验楼基坑支护工程为背景,运用PLAXIS对该基坑进行了开挖全过程的数值模拟分析,结合现场实测结果分析了深基坑旋喷桩的加固效果,并与未采用旋喷桩加固的情况进行了对比分析。结果表明:对于长江支流的白龙江II级阶地力学性质差的饱和土地区,采用旋喷桩加固桩间土及坑内土体能够很好地提高桩周土体强度、限制桩顶位移、减小坑外沉降,可使支护桩桩顶水平及竖向位移减小50%,桩身内力减小10%;增加旋喷桩加固长度对限制支护结构变形效果不大,但增加宽度效果明显,可使支护桩桩顶水平位移减小50%以上,但同时存在最优加固宽度;采用旋喷桩的深基坑加固措施安全可靠、经济合理,对该类地区的类似深基坑工程具有参考及借鉴作用。

强夯双向土压力模型试验测试及加固效果分析

【目的】从土体应力分布特征的角度研究不同夯击方式对砂土强夯加固效果的影响。【方法】通过室外场地进行的强夯模型试验对夯击过程中土体内部的竖向与径向土压力以及落锤加速度进行监测,并结合数值模拟的方法对土体内部的位移进行分析。【结果】研究得出:在强夯法施工中竖向土压力存在冲击与震荡衰减两种波形,径向土压力则主要以冲击波形为主;在砂土强夯加固过程中存在两种加固模式,夯击点正下方土体主要以竖向压实为主,而斜下方土体同时兼有显著的径向挤密作用;在同能级强夯施工中,“重锤低落”组合适合对深层土体与径向土体进行加固,“轻锤高落”组合适合对浅层土体进行快速加固。【结论】研究成果对同能级强夯夯击方式的选用具有一定的指导意义。

基于宏应变的CFRP板桥梁加固效果快速评估试验研究

为实现在不中断正常交通情况下对既有公路桥梁加固效果进行快速量化评估,本文以预应力CFRP板加固空心板足尺梁为试验对象,基于长标距光纤光栅应变传感技术,推导了移动车辆荷载下简支梁桥长标距应变影响线计算公式;在此基础上,研究了预应力CFRP板加固桥梁前后长标距应变影响线的表现特征,提出了基于移动车辆荷载下长标距应变时程面积包络线的桥梁加固效果评估指标;开展了预应力CFRP板加固空心板梁足尺试验研究,并对其加固效果进行了快速评估与监测。试验结果表明:基于移动车辆荷载下的桥梁长标距应变影响线能够有效地评估预应力CFRP板桥梁加固效果,长标距应变时程面积随着CFRP板预应力水平的增加而减小,通过评估分析得到本次加固试验中桥梁加固效果分别为7.07%、6.90%。

粘贴钢板加固竖向开裂T梁加固效果评价

为研究粘贴钢板对竖向开裂预应力混凝土T梁的加固效果,通过破坏性试验研究2片20 m预应力混凝土竖向开裂T梁的受力性能。分别从裂缝、位移、应变等方面对加固效果进行评价。结果表明:竖向开裂T梁的结构安全储备不足,但相比于未加固梁,通过粘贴钢板加固,开裂后的刚度提升了33.2%,屈服荷载和极限承载力分别提升了34.7%、52.9%;减少了33.7%的裂缝产生与扩展;并且在混凝土进入软化阶段前,钢板与结构的协同受力能力优异。可见,粘贴钢板加固预应力混凝土竖向开裂T梁的加固效果优异。

滨海区软弱地基工程特性及水泥搅拌桩加固效果

东南滨海区深厚复杂软弱地基具有地下水位高、淤泥质软土厚度大、地基强度低等特点,地基沉降变形难以控制。依托汕头至汕尾高速铁路地基加固工程,通过现场原位试验及室内试验分析滨海地区软土工程特性,提出采用水泥搅拌桩法进行地基加固,并对搅拌桩配合比及施工方案进行优化设计。地基加固后通过成桩质量检测对加固效果进行分析。结果表明:工点软土地基土体抗剪强度为28.7 kPa,地下水位埋深1.2~2.0 m,淤泥质软土层对水泥土成桩效果有较大影响;基于软土地基工程特性,施工采用“四搅四喷”成桩工艺,搅拌桩水灰比0.55、灰砂比0.40、水泥掺量为20%;经现场取芯测试和复合地基荷载试验可知,水泥土强度在0.520~2.953 MPa;地基沉降随荷载增加逐渐减缓,水泥搅拌桩复合地基最大沉降量为7.48 mm,地基承载力为180 kPa;桩体强度和地基承载力均满足规范要求。

川南某换流站复杂堆积体边坡开挖变形机制及抗震加固效果评价

西南山区广泛分布的复杂堆积体边坡开挖变形机制对换流站建设具有重大制约作用。为解决白鹤滩—江苏某特高压输电工程换流站建设的紧迫需求,以拟建站址区堆积体边坡为研究对象,采用深部位移监测、原位试验和FLAC3D数值模拟相结合的手段,对该堆积体边坡开挖变形机制及不同设计方案、不同桩参数条件下的抗震加固效果进行评价,并分析其抗震加固机理。结果表明:①换流站“多成因类型土体”的复杂堆积体边坡开挖极易产生变形,失稳模式为“牵引式蠕滑-拉裂”;②开挖过程中形成的高陡临空面是导致此类堆积体边坡变形的主控因素,堆积体边坡土体的高水敏性是短历时强降雨后坡体变形加剧的内在诱因;③经过圆形抗滑桩和矩形抗滑桩两种边坡加固方案治理后,坡体变形量均显著降低,坡体内最大变形位置位于坡体中后部,堆积体边坡在天然、地震工况下的稳定系数均符合设计要求,采用矩形抗滑桩对此类型堆积体边坡的治理具有更高的抗滑支挡效益和经济效益;④地震工况下,抗滑桩桩顶变形最大,剪力和弯矩随着地震波的增加呈先增加后减小,最终达到最大值的变化趋势,最大弯矩值位于抗滑桩桩身约1/2处,边坡的支挡设计应结合桩身剪力、弯矩等分布规律进行。研究成果可为类似工程的设计和施工提供参考。

基于吹填土无砂真空预压工艺及加固效果分析

滨海城市市政工程建设场地多为吹填造地,深基坑开挖施工有别于原状土开挖施工。文中对厦门市溪东路A标软基处理展开研究,该项目采用无砂真空预压,抽真空6个月后,发现该技术具有非常好的加固效果,同时,对应的软基土体物理力学指标也有极大改善,达到工程设计要求。基于此,文中对市政项目工程使用吹填土无砂真空预压工艺及加固效果展开分析,探究技术管理及辅助管理措施,确保施工安全、有序开展,有助于大幅度缩短项目施工周期、节约成本,可为类似工程提供参考借鉴。

仰斜式锚杆布置形式对边坡加固效果模型试验分析研究

目前,在边坡加固过程中,多数采用俯斜式锚杆的布置方式,当边坡产生一定位移后俯斜式锚杆主要承受的是剪应力,轴力与剪应力的比值很小,锚杆的抗拉性能没有充分地发挥出来,抗力不足致使坡体变形位移过大。在此种背景下,为充分发挥锚杆抗拉性能,本文设计了小尺寸边坡锚固模型,对比研究了坡顶竖向荷载作用下俯斜式和仰斜式锚杆布置形式对边坡承载性能和变形的影响。试验结果表明:与俯斜式锚杆布置形式相比,仰斜式锚杆布置形式能充分发挥锚杆的抗拉性能,较好地降低坡顶的竖向位移。

强夯法处理地基的加固效果及机理分析

高能级强夯法可以有效解决土层承载力不强以及沉降等问题,鉴于对该现象基于实际工程的研究较少、理论性较差等问题,文章以渤海湾某项目工程为研究背景,通过强夯法进行地基处理,并在地基处理过后对土层夯击沉量规律、地表沉降规律、土层夯实效果以及土层连续性进行研究,对强夯处理进优化,得出以下结论:点夯击打次数越多,累计夯沉量越大,增长速率先加快后变慢,土层状态转变为固结状态;地表沉降量变化趋势由陡变为缓;强夯试验前后,固体体积率维持在84%左右;土层深度增加,波速加快,土层的连续性越好;为加强夯效果,最后夯击的平均夯沉量不应该大于10cm,土层固体体积率不应该小于85%,以及取消波速试验,优化土层强夯处理。

硅溶胶灌浆材料安全性及加固效果试验研究

硅溶胶浆材是一种优质的水利工程注浆材料,黏度低,具有较好的封堵涌水效果,但其安全性和加固效果还需进一步研究。以硅溶胶浆材为研究对象,通过室内试验来探究该浆材的安全性和加固效果。结果表明,硅溶胶是一种绿色的灌浆材料,对动植物没有毒害作用,安全环保;同时灌入硅溶胶后的试件抗剪强度有较为明显的提升,说明其加固效果良好,能够很好地应用于水利工程实践。

软土区水泥搅拌桩加固效果及工后沉降监测研究

为研究水泥搅拌桩复合地基对高速公路软土路基的加固效果及影响因素,文章利用FLAC3D软件建立数值模型,计算分析了水泥搅拌桩复合地基加固前后地基的变形及工后沉降规律,并研究了桩长、桩间距和桩身模量对加固效果的影响,所得结论如下:(1)路基的沉降量随着距路基中心的距离逐渐增大而减小,路堤底部水平位移随着距路基中心距离的逐渐增大而增大,说明通过水泥搅拌桩对软土地基进行加固能有效地减小路基的沉降量和水平变形;(2)水泥搅拌桩复合路基顶面中心线位置的累计沉降量随加载时间推移呈逐渐增大的趋势,根据累计沉降量随加载时间的变化速率不同,可将累计沉降量变化曲线分为快速增大、平稳增加和保持稳定三个阶段;(3)路基顶部竖向沉降值随水泥搅拌桩桩长增大、桩间距减小、桩身模量增大而逐渐减小。

强夯作用下饱和粉砂质土地基响应及加固效果研究

为了获得饱和粉砂质土在强夯冲击荷载作用下的动力响应特征,进而评估强夯法的加固效果。以甘肃省某加固场地为研究对象,采用现场实测的方法,获得土体沉降变形、动应力以及孔隙水压力等参数的时空变化曲线,分析加固过程中土体的动力压密和排水规律,并评估其在场区中的加固效果。研究结果表明,不同夯点左右两端的水平位移分布呈对称的指数变化规律;不同夯点位置处的动应力峰值随深度均呈对数衰减的变化趋势;在重锤夯击作用下,饱和粉砂质土的动应力呈现明显的脉冲变化,超孔隙水压力的变化大致可分为冲击阶段和固结阶段;经过强夯后,各个土层的压缩模量均得到大幅提升,且深度越浅,其压缩模量的提升幅度越大,所有土层加固后的压缩模量均达到了不小于20MPa的验收要求,表明采用强夯法对饱和粉砂质土地基的加固效果良好。

加压式套管冲击固结排水对软土地基加固效果分析

加压式套管冲击固结排水法是一种可以缩短排水固结工期、提高处理后地基的承载力的新型地基处理方法。目前有关该方法加固效果相关研究文献较少,文中根据实际工程对软土地基处理前后的压缩模量(Es)、粘聚力(C)和内摩擦角(Φ)变化进行分析,希望可以对今后采用该方法加固后的地基承载力计算提供参考。

不同损伤程度下公路隧道粘钢加固效果试验研究

衬砌裂损是隧道常见病害形式,直接影响到结构承载力,粘钢加固作为结构补强的方式应用较多,但公路隧道粘钢加固后结构的承载性能和不同损伤程度下的粘钢加固效果研究较少。采用1∶10模型加载试验,研究了公路隧道在不同损伤程度下加固后结构的承载性能、受力变形特征和破坏过程,分析了粘钢加固效果、加固时机。研究结果表明:(1)原结构和加固结构在松动荷载作用下的变形过程均可分为4个阶段,但破坏特征及形态存在差异。(2)剩余承载力为50%F,30%F(F为原结构极限承载力)时加固,破坏荷载相对原结构提升50%,51%。在结构失效前施作钢板可有效提升其极限承载力,且受加固点荷载影响较小。剩余承载力为50%F,30%F时加固,最终变形量比原结构增加59%,56%,可降低脆性破坏风险。(3)加固结构破坏模式为拱顶大偏心受压破坏。(4)加固过晚时,钢板会因衬砌的表面裂缝及变形速度而难以有效黏结或长时间协同变形,导致加速破坏。建议将结构剩余承载力介于62%F至50%F作为公路隧道合理加固时机。

高面板坝土工格栅加固机制及抗震加固效果分析

现有土石坝震害调查、模型试验以及动力反应分析等研究结果表明,靠近坝顶区的上部坝坡是土石坝抗震的薄弱部位。目前强震区高土石坝抗震设计多采用土工格栅来加固上部坝坡,以提高坝顶区抗震稳定性,如何合理评价土工格栅的加固效果是国内外学者关注的焦点。本文在系统总结土工格栅加固机理的基础上,基于准黏聚力加固机理和等效复合体计算模型模拟土工格栅加固作用,从坝坡抗震稳定、坝体地震永久变形和面板防渗体系安全等方面对土工格栅加固高面板坝的加固机制及抗震加固效果进行了综合分析评价。结果表明:(1)格栅和堆石料的相互作用使得堆石料具有了一定的整体性,其刚度和强度均有一定程度的提高;(2)格栅加固可以限制堆石体侧向移动,提高坝坡整体性和稳定性,减少坝体地震永久变形,从而改善面板应力分布和减少面板接缝位移,提高防渗系统的安全性;(3)土工格栅对高面板坝具有综合的加固效果,需要采用综合性评价方法进行总体评价。

强夯加固效果实时评估方法探讨

本次研究在室外场地开展了多组不同设计参数组合下的强夯模型试验。通过落锤顶面安置的加速度传感器对落锤的冲击行程进行了记录,并引入峰度、偏度等时域特征参数对落锤加速度时程曲线的形态进行了定量的描述。研究得出:落锤加速度时程曲线的形态与施工工况之间存在对应关系,可通过分析落锤加速度时程曲线的形态来对夯击过程进行评价;落锤加速度时程曲线的时域特征值会随着夯击次数的增加呈现出规律性变化,可以通过观察时域特征值的变化趋势是否达到稳定来判断是否止夯。本文提出了一种强夯加固效果实时评估方法,并设计了使用流程。本文研究成果可用于指导后续强夯加固效果实时评估方法的工程应用。

旁侧基坑开挖卸载工况下槽钢加固盾构管片的加固效果研究

为解决日益增长的盾构隧道修复治理问题,丰富现有隧道管片的加固体系,针对已有的槽钢加固中的不足开展槽钢加固盾构管片截面的有限元研究,通过MIDAS GTS NX有限元软件建立精细三维管片模型,并将模拟结果与足尺试验结果对比验证,然后开展槽钢环数、拼装形式、加固形式等影响因素的研究,旨在更全面地认识旁侧基坑开挖卸载工况下槽钢加固管片的受力变形性能和加固效果。研究结果表明:1)4环槽钢加固可有效限制管片的收敛变形并减小螺栓主应力;2)错缝拼装形式下管片的顶底收敛变形和螺栓应力在槽钢加固前后均呈现小于通缝拼装管片的特点;3)槽钢最大主应力主要出现在顶部、腰部和200°~220°过渡段,可对这些部位采取局部加强措施;4)槽钢-钢板组合加固是一种可靠的加固方式,对管片顶底收敛变形的加固效果明显,最大加固效率可以达到45.8%且经济性良好。

复合多地层双排抗滑桩加固效果物理模型试验研究

实际工程中复合多层结构的地质体广泛存在,而抗滑桩是边坡工程中一种常见的加固手段。因此,探究复合多层地层条件下双排桩对边坡的加固特征具有重要的现实意义。本文首先基于相似材料制作不同类型的物理模型;然后搭建应变、应力、速度等多手段集成式监测系统,实时捕捉桩-滑坡体-滑床的力学演化规律;最后开展双排抗滑桩加固多层地层边坡的物理模型试验研究,分析复合多层地层条件下抗滑桩与滑坡体相互作用特征、抗滑桩荷载分担比及最优桩布设等。试验结果表明:不同地层和地质层面对桩身应变和弯矩的影响显著,据此总桩长可减小为当前长度的5/7;构建了双排桩对滑坡体推力的分担比与排距的关系模型;当排距为5D(D为桩直径)时,双排桩荷载分担均衡,充分发挥了双排桩的协同作用,且桩变形在规范范围内。因此,最优桩排距确定为5D。研究成果可对复合多层滑坡双排抗滑桩设计提供支撑。