基于物联网技术的PHC管桩加固湿软黄土地基自动化监测现场试验

预应力高强度混凝土(Pre-stressed High-strength Concrete:PHC)管桩作为一种常用的处理湿软黄土地基方法,质量稳定可靠。但是,在传统PHC管桩施工过程中,对管桩贯入位移的记录存在频率不足、效率不高等问题,未能满足预期的地基处理施工监测效果。鉴于此,基于物联网的基本框架和技术,依托甘肃安临高速PHC管桩处理湿软黄土地基工程,设计了一套PHC管桩施工质量自动化监测系统,采用自行研发的监测装置与系统,针对管桩在施工过程中的贯入位移质量控制指标进行了现场监测试验。结果表明:该监测系统可实时输出管桩贯入土层过程中贯入位移随锤击次数的响应情况,并将管桩贯入持力层的信息及时反馈于现场施工作业区。同时借助地质雷达与低应变检测技术验证了该监测系统的可靠性。该研究成果可为PHC管桩在施工过程中实现贯入信息采集的智能化提供一定的技术支撑。

灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基载荷沉降试验研究

为了探讨灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基载荷沉降情况,以民小公路处理后的地基为例,选择试验桩并在附近埋设沉降管,在非浸水与浸水条件下分别施加载荷,观察地基沉降变化。结果表明:随着荷载的增加,地基沉降量呈现出不断增长的趋势。从地基荷载沉降试验可以看出,当荷载500kPa时,非浸水地基的平均沉降为57.3mm,浸水地基的平均沉降为71.2mm,二者差距不大,都低于要求的200mm。由此可见,应用灰土挤密桩方法对湿陷性黄土地基进行处理后,黄土湿陷性得到了有效改善,地基载荷沉降满足施工要求。

灰土挤密桩加固湿陷性黄土地基效果分析

为研究灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的施工控制参数,确保地基处理效果,依托兰临高速公路湿陷性黄土地基处理工程,通过现场取样及物理力学性质试验,研究湿陷性黄土地基在加固前后的含水状态、孔隙特征、压缩特性、湿陷性等随空间分布变化规律,运用圆孔扩张理论分析桩间土剪胀特性、初始应力对塑性区半径的影响。结果表明:桩间土含水率随其与桩体距离的增大而增大,而随深度增加而减小;桩间土干密度、压缩模量随距桩体水平距离的增大而减小,孔隙比的规律则相反;在距桩身0.7 m半径范围内桩间土的湿陷性已消除;塑性区半径随剪胀参数的增加而增大,随深度的增大而减小。研究结果得出石灰掺量为10%、桩径为0.4 m时,灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的合理桩间距宜取1.3 m。

软黄土地基强夯处治与效果分析

为提升软黄土地基承载力,采用强夯法进行处治并通过现场试验和监测检验加固效果。分析现场试验结果,得出强夯加固处治后地基承载力明显提升,均达到了130kPa以上。分析现场监测结果得出,路基表面和路基横断面累计沉降量均较小,未出现较大的差异沉降,路基结构稳定,强夯加固方案可行。

公路湿陷性黄土地基冲击压实处理分析

湿陷性黄土地区只采用振动压路机压实不能有效消除黄土的湿陷性,工后容易产生不均匀沉降,造成路基路面结构开裂破坏。为合理确定公路湿陷性黄土地基冲击压实方案,文章结合施工项目建立试验段进行试验分析,根据试验段地质概况制定冲击压实方案,分析现场试验结果后得出以下结论:在碾压15遍地基时顶面沉降增加明显,地基土压实度、干容重得到明显提升,但继续增加碾压遍数改善效果不明显;深度为90cm以内地基土物理力学指标改善效果较好。因此,综合分析确定最佳碾压遍数为15遍,有效处治深度为90cm。

钢框架结构黄土地基基础注浆花钢管桩加固研究

注浆钢管桩在实际工程中有广泛应用和巨大潜力。以某钢框架结构黄土地基基础注浆钢管桩加固前后的实例为背景,通过选取1#、2#、3#3个测点,对钢管桩注浆前后的承载力进行研究。研究结果显示,注浆后的沉降变形相较于未注浆前显著降低,降幅达到了67.3%~91.26%。注浆后的承载力相较于未注浆前也有显著提升,提升幅度为11.5%~14.6%。特别是在荷载加载到约15.5 t后,未注浆钢管的变形曲率明显增加,并且大于注浆钢管的变形曲率。同时还发现:采用注浆钢管桩不仅具有显著的经济效益,而且在实际工程中未发现明显的继续沉降变形。通过注浆花钢管桩加固钢框架结构黄土地基基础,为工程的安全稳定提供了坚实保障,证明了该技术安全、经济、高效和科学性,为今后类似工程地基基础加固处理和推广使用提供重要的科学依据。

大同地区湿陷性黄土地基处理

湿陷性黄土地基是土木工程中常见的一种复杂地基类型,其特有的高度可塑性和易湿胀特性给工程带来了很大挑战。湿陷性黄土地基处理的核心目标是解决黄土因受水浸湿而产生的显著下沉问题,提升地基的整体承载能力。本文以大同地区特殊地质条件和气候特征为例,详细探讨了湿陷性黄土各种地基处理技术的适用性、施工方法及其效果评估,通过对这些方法的比较分析,旨在为类似地质条件下的湿陷性黄土地基处理提供理论依据和实践指导。

挤密桩参数对黄土地基加固效果的影响研究

为研究挤密桩参数对黄土地基加固效果的影响,文章以兰州新区现代农业双创基地建设项目为研究背景,基于有限元软件,建立挤密桩复合地基数值模型,研究挤密桩桩长、桩径和桩间距对地基沉降量的影响,最后分析三种参数与最终沉降量的关系。研究结果表明,地基沉降量与挤密桩桩长呈负相关,与挤密桩桩径呈负线性关系,与挤密桩桩间距呈正线性关系;挤密桩桩长6 m为地基沉降量的突变点,可能与下层土体承载力高于上层土体承载力有关。

灰土挤密桩在湿陷性黄土地基加固中的应用

文章根据湿陷性黄土地基特点及存在问题,论述灰土挤密桩加固该类地基的方法及作用。通过分析湿陷性黄土地基的分类,力学特性及造成建筑物损坏的原因,并提出处理方法。首先对灰土挤密桩的基本原理,特点及适用范围进行说明;其次结合具体工程,详细阐述施工准备,试桩,冲击成孔,备料搅拌,夯填成桩,打破桩头及灰土垫层等工艺流程;最后对灰土挤密桩加固湿陷性黄土地基进行总结,以期对灰土挤密桩加固湿陷性黄土地基具有借鉴意义。

靖远地区大厚度黄土地基浸水湿陷过程及土中竖向应力特征试验研究

为了研究靖远大厚度黄土在浸水条件下的水分入渗规律和自重湿陷变形特征,在中兰铁路沿线的靖远北站黄土自重湿陷场地进行了不打注水孔的现场浸水试验,监测并分析了地表及地下湿陷变形、试坑周围裂缝、含水率和土中竖向应力变化情况,对水分扩散规律、自重湿陷特性和土中竖向应力变化规律进行了研究,并对地区修正系数β0值和浸润角进行了探讨。结果表明:体积含水率变化分为浸水稳定(2个)、快速增加(1个)和缓慢增加(1个)共4个阶段;浸水过程中,水分在21m处竖向入渗加快、径向扩散减缓,湿润峰最终形态呈现为椭圆状。根据探井和钻孔含水率测试结果,推算出浸润角最大为41°。该场地黄土自重湿陷过程历经剧烈湿陷、缓慢湿陷和固结稳定3个阶段。试验结束时共计发展了13圈环状裂缝,裂缝最远处距试坑边缘26m。根据室内试验和现场测试结果,建议地区修正系数沿土层深度进行修正,0~10m内β0值取1.05,10~27 m内β0值取0.95。在地表至21 m深度范围内,地基土浸水饱和且湿陷充分,土中竖向应力沿深度呈线性增加,土中竖向应力接近饱和自重应力,21m以下的地基土未能充分湿陷,土中竖向应力逐渐减小。该研究成果可应用于中兰铁路后期的建设,并为该地区其他工程建设提供参考。

黄土地基中能量桩热力学特性及承载变形性状模型试验研究

能量桩通过内置循环管与周围土体进行热交换来开采浅层地热能。通过室内模型试验,测试4个完整的冷热循环过程中能量桩仅受温度作用及热-力耦合两种工况下的桩身和桩侧土体温度、桩顶和桩侧土表面沉降、桩顶荷载及桩身内力,分析黄土地基中埋设单U形换热管的能量桩热力学及承载变形特性。试验结果表明,对于每个冷热循环过程,随循环时间增加能量桩热交换效率逐渐降低并趋于稳定状态,黄土地基中能量桩桩身温度随深度增加逐渐减小。冷热循环会使能量桩桩顶产生累积沉降,与仅受温度作用工况相比,在热-力耦合作用下能量桩桩顶累积沉降较大,桩侧土表面沉降较小,而桩侧土体受影响范围则较大。对于两种工况,冷热循环稳定后能量桩最大附加应力均出现在桩身中部,热循环时桩身上部摩阻力为负,下部摩阻力为正,冷循环时则相反。

压实黄土地基载荷浸水模型试验及湿陷变形计算方法研究

为研究压实黄土地基湿陷变形规律和已有湿陷变形计算方法的可靠性,开展室内杨凌压实黄土地基载荷浸水模型试验,应用一维湿陷系数法、弦线模量法和切线模量法三种方法计算其湿陷变形量,并与实测结果进行对比。实验结果表明压实黄土地基浸水后,湿陷变形很快发生,随后湿陷变形量随时间几乎不再增加,湿陷变形集中在附加应力作用的地基上部土层。三种方法计算的湿陷变形结果表明:荷载板受荷较小时,不考虑侧向挤出和考虑侧向挤出修正系数的一维湿陷系数法所得湿陷变形量分别接近和大于实际变形量;受荷较大时,不考虑侧向挤出和考虑侧向挤出修正系数的一维湿陷系数法所得湿陷变形量均远小于实际变形量。基于原位载荷试验获得的弦线模量不适用于重塑压实黄土地基湿陷变形量计算。切线模量法由于未能较好考虑初始屈服面的弹性变形,计算所得湿陷变形量大于实际变形量。

高能级强夯黄土地基振动衰减规律模型试验研究

为研究高能级强夯黄土地基的振动传播衰减规律,基于室内模型试验,通过布设竖直向、水平向及对角向三条测线,分别研究了夯击次数、含水率、夯击能、落距和锤径等参数变化对高能级强夯黄土地基的振动影响,并结合甘肃庆阳黄土高能级强夯加固项目现场振动测试结果,对比验证了室内模型的可靠性。研究结果表明:对于黄土地区,当达到一定夯击次数时,继续增加夯击次数无法进一步提升强夯加固效果,可根据所测得的振动加速度最大值判断最小振动安全距离,在计算振动安全距离时只需采用地表上的振动加速度;地基土含水率的改变对振动加速度的影响较小,当含水率为最佳含水率时,振动加速度峰值较其他含水率地基略高,衰减幅度略大,加固范围略广;能级的改变对振动加速度的变化影响较大,能级越大,振动越强烈,影响范围越广;“轻锤高落”与“重锤低落”产生的振动衰减速率相近,但“重锤低落”加固深度更深,影响范围更广,实际工程应优选“重锤低落”;相较于小锤径夯锤,采用大锤径夯锤的加固深度稍浅,地表振动影响范围更广,实际工程应优选小锤径夯锤;模型试验与现场监测数据拟合的振动加速度衰减曲线可较好的衔接,证明了室内试验结果的可靠性。

黄土地基高能级强夯室内模型试验研究

为研究高能级强夯加固黄土地基过程中的土体变形规律与加固效果,基于室内模型试验,采用多组平行试验研究了含水率、强夯能级、夯锤落距和锤径变化对高能级强夯黄土地基夯沉量的影响,并结合ABAQUS有限元软件对有效加固深度进行了计算。结果表明:黄土地基含水率为最优含水率时,高能级强夯加固效果最好;采用6000、8000、12000、15000 kN·m能级强夯加固同一黄土地基的最优夯击次数分别为13、12、10、9击;采用“重锤低夯”达到设计加固效果所需的夯击次数较“轻锤高夯”少;相较于大锤径夯锤,采用小锤径夯锤更能提升强夯加固效果;数值模拟结果与模型试验结果较为吻合,采用6000、8000、12000、15000 kN·m能级加固同一黄土地基的有效加固深度分别为8.8、9.9、11.1、12.2 m。

湿陷性黄土地基渠道抗冻胀衬砌结构优化模拟

由于西北地区衬砌渠道在冬季受冻胀土体挤压破坏发生渠道渗漏,加之湿陷性黄土遇水易下沉导致以湿陷性黄土为地基的衬砌渠道冻害情况复杂。针对这一问题,研究以宁夏固海灌区改造前后的东一支干渠为原型,通过分析渠道改造前后受冻胀破坏的劣化规律以及混凝土材料塑性损伤本构,建立了简化的渠道三相耦合数学模型。考虑湿陷性黄土力学特性和渠基土与衬砌板之间的接触行为,基于实测数据采用ABAQUS软件构建改造前后衬砌渠道热-力耦合数值模型,分别进行模拟并对比分析其冻胀的具体情况和变形规律。通过对比两个耦合模型模拟的3个物理场,结果表明:改造后的刚柔衬砌渠道冻害情况得到了大幅度的改善,在一定程度上避免了出现应力集中的情况;将改造前的现场数据与研究结果相比较,验证了数值耦合模型的准确性和可行性,模拟得出的热-力-位移3个物理场能够较好地反映实际衬砌渠道的冻胀机理,为灌区渠道冻胀破坏治理与改造设计提供参考。

公路湿陷性黄土地基处置效果对比分析

为确定湿陷性黄土地基最优处置方案,利用有限元计算对比分析工后地基沉降,并通过现场监测进行验证。地基沉降有限元计算结果显示,在浸水工况下,采用灰土挤密桩相较于翻压法,地基沉降下降更明显,地基稳定性更好。现场监测结果显示,在3种工况下,采用翻压法处置地基均产生了不同程度的不均匀沉降,而采用灰土挤密桩处置地基没有产生不均匀沉降。结合施工现场监测结果,得出采用灰土挤密桩处置后地基沉降得到了有效控制,与有限元分析结果一致。

孔内深层强夯法处治湿陷性黄土地基效果分析

为消除湿陷性黄土湿陷性,提升地基承载力,文章提出采用孔内深层强夯法进行加固处治。根据施工现场实际情况制定孔内深层强夯法处治方案,并在完工后采用静荷载试验开展单桩承载力和桩间土承载力检测,计算得出各试验点地基承载力特征值均>200 kPa,达到了要求。另外,完工后湿陷性黄土地基孔隙比明显下降,干容重和压缩模量提高,地基土湿陷性基本消除,承载力明显提升,说明采用孔内深层强夯法处治达到了预期效果。

水泥土搅拌桩加固湿陷性黄土地基效果分析

为研究湿陷性黄土地基水泥土搅拌桩加固效果,分别采用ABAQUS软件数值模拟计算和现场静载试验开展研究。根据设计参数采用ABAQUS软件建立模型进行数值模拟计算,在试验段采用静载试验测定复合地基承载力,得出复合地基承载力数值模拟计算结果和实测结果均高于150 kPa,满足设计要求。虽然计算值略小于实测值,但二者相差不大,仍具有较高的参考价值。

湿陷性黄土地基冲击压实处治分析

为研究湿陷性黄土地基冲击压实处治效果,文章依据实际工程,在湿陷性黄土地基处治前后开展现场试验进行对比分析,通过分析沉降差和压实度检测结果,得出试验段冲击压实最佳碾压遍数为30遍。通过分析动力触探试验和土工试验结果可知,冲击压实后地基土密实度提高、压缩性下降,消除了湿陷性,整体稳定性得到明显提升。

高压旋喷桩在高速公路湿陷性黄土地基中的应用研究

为解决高速公路湿陷性黄土地基处理问题,结合某工程实际情况,对其湿陷性黄土地基处理过程中高压旋喷桩技术具体应用进行深入分析,提出具体的施工工艺方法与要点,以期为相关人员提供参考,保证高压旋喷桩施工质量与效果。