高液限红黏土用作路基填料的改良方法研究

为解决广西玉湛高速公路中高液限红黏土难以作为路基填料的技术难题,本文对该地区红黏土的物理力学性质进行了试验研究,并且开展了掺加河砂、山脚砂和消石灰的3种红黏土改良试验研究。研究结果表明:随着掺砂量的增大,掺河砂改良红黏土的液限、塑限、塑性指数和毛细管水上升高度都随之降低,而加州承载比CBR值随之增大;当掺砂量为15%时,掺河砂改良红黏土的液限和CBR值都满足规范要求,可以作为高速公路下路堤填料,但是如果作为高速公路上路堤和路床的填料,则需要进一步提高掺砂量。随着掺砂量的增大,掺山脚砂改良红黏土的最优含水率、液限、塑限、塑性指数随之降低,而最大干密度和CBR值随之增大;掺砂量为30%时,掺山脚砂改良红黏土的CBR值、液限和塑性指数都满足规范要求,可以作为路基填料。掺加4%消石灰时,红黏土的CBR值、液限和塑性指数虽都满足相关规范关于路基填料的要求,但是液限已非常接近规范限值,因此建议消石灰掺量取6%。现场填筑试验段结果表明,掺山脚砂或掺加消石灰改良高液限红黏土的方案都是可行的,改良土的液限、塑限、塑性指数和CBR值都有明显的改善,均可作为高速公路路基的填料。

软土深基坑降水开挖变形分析

【目的】研究软土深基坑降水与开挖对支护结构及周边环境的影响。【方法】以深圳某地铁深基坑工程为例,运用ABAQUS有限元软件建立三维基坑模型,分析深基坑降水与开挖对支护结构、临近地表与建筑物沉降变形的影响,同时将监测数据与模拟结果进行对比分析。【结果】结果表明:地下连续墙水平变形呈抛物线形,基坑中部水平位移变形较大,底部位移变形小;临近地表沉降位移呈现先增大后减小的趋势,地表与建筑物沉降变形均在控制范围内;基坑开挖后中部支撑轴力最大,基坑开挖变形结果与实际监测值一致。【结论】通过分析基坑变形规律,为今后软土深基坑降水及开挖研究提供参考。

考虑降雨入渗的高边坡开挖支护稳定性分析

【目的】为研究降雨入渗对多级开挖支护后高边坡的稳定性,针对四川达州市某高边坡工程,基于ABAQUS软件并结合现场工程地质和水文地质条件,建立高边坡开挖降雨渗流模型。【方法】考虑不同降雨条件的影响,引入多层非饱和土计算方法,结合现场监测情况,对降雨工况进行研究,进而研究非饱和土边坡的稳定性。【结果】研究结果表明,孔隙水压、边坡位移与降雨强度和降雨持续时间呈正相关,长时间高强度降雨易使多级开挖的高边坡产生较大滑移。【结论】建议采取边开挖边支护的施工措施。研究成果可为高边坡多级开挖支护的稳定性研究提供一定的参考。

水下振动压实块石抛填层技术初探

传统的水下强夯工艺无法实现短时间内无死角地夯实块石抛填层,采用水下振动压实的方法对港珠澳大桥工程中水下块石基床进行压实整平,在国内尚属首例。由于工程实例较少,在现场实施前需进行理论分析。本文将块石抛填层和振动压实系统的模型进行简化,并建立振动方程,通过数学推导给出水下振动压实系统对块石抛填层的做功公式。研究结果表明水对振动压实方法做功的削弱作用很小。

超高能级强夯法现场试验分析

强夯法是一种工艺简单、经济可靠的地基处理方式。文中涉及的场地由高回填的开山碎石料形成,地处滨海地区,为消除地基沉降,计划采用强夯法对回填碎石料进行密实处理。由于本场地的回填料较厚,开展了国内罕见的夯击能为18 000 kJ、25 000 kJ、30 000 kJ的超高能级强夯试验,为了验证施工工艺的可行性及地基处理效果,在强夯施工过程进行了地基沉降、位移、孔隙水压力的动态观测以及加固后的原位试验检测。监测、检测结果表明:超高能级的强夯处理效果明显,地基压缩变形明显,地基密实度提高,有效地消除地基沉降,同时建议30 000 kJ夯击能试验区的夯点间距进一步扩大。

某港池降水期间周边老码头加固措施

大连湾海底隧道从大连港三、四号码头之间的港池登陆。为给港池内隧道结构施工提供干作业条件,拟将港池四周设置止水结构,然后排干水,该工况使得码头结构的受力情况发生改变。港池周边的码头于20世纪30年代由日本人所建,现为文物保护对象,因此针对该工况对码头结构进行稳定性分析研究。分析结果表明港池排水施工使得码头结构的稳定性降低,因此建议降水前在码头外侧新建临时围堰,该措施确保了码头结构的安全稳定。

真空预压近接施工对既有道路保护措施

真空预压近接施工将对既有道路产生拉裂影响,采用FLAC3D软件建立了真空预压既有道路近接施工数值模型,对比分析了采用双排高压旋喷桩和灌注桩两种保护措施情况下对既有道路的影响。支挡结构为双排高压旋喷桩时,真空预压对快速路的影响范围为28 m,道路桩基最大侧向位移为21.4 cm。支挡结构为灌注桩时,影响范围为24 m,道路桩基最大侧向位移为12.6 cm。灌注桩挡墙的保护方案可在一定程度上削弱真空预压对既有道路的不利影响。

基于EDTA淋洗离心—硫酸盐还原菌固化法去除污泥中重金属镉的研究

为研究如何分离和去除污泥中重金属镉(Cd),采取二氨基乙烷四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)淋洗离心与硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)固化相结合的方法进行了污泥试验并统计分析了污泥中重金属Cd的形态分布和含量变化。结果表明:在离心力100 g、淋洗时间12 h、淋洗2次和离心温度30℃的条件下采用EDTA对污泥原样进行淋洗离心,污泥中Cd含量由6.793 mg/kg降至5.241 mg/kg,去除率达22.8%。然后采用SRB对淋洗离心后的污泥试样进行固化,不稳定态Cd含量由2.589 mg/kg降至1.103 mg/kg,固化后污泥中的Cd含量低于《绿化种植土壤》(CJ/T 340-2016)中重金属要求的Ⅳ级标准2 mg/kg。与传统单一修复方法相比,该联合方法有效地降低了污泥中活性大、污染程度高形态Cd的含量,减轻了其环境危害性。

一种固化河湖底泥重金属的改良方法

重金属在河湖底泥中的积聚已成为我国的一大环境问题,通过及时妥善的技术处理,可以避免重金属对环境的二次污染。基于生石灰降低底泥含水量,锯末灰初步固化,采用水泥和矿粉+水泥2种方式对生石灰-锯末灰固化后的污泥进一步固化的方法,对天津西青区某河流污染底泥开展试验。基于原子吸收分光法对试验样品进行重金属浸出浓度分析,比较水泥和矿粉+水泥固化2种方法的固化效果。研究表明,当生石灰掺入比为9%,养护2 d时,污泥的含水率明显降低。锯末灰掺入比10%、水泥掺入比20%、矿粉换掺水泥40%时,底泥中的Ni^(2+)、Hg^(2+)、Pb^(2+)、Cd^(2+)4种超标重金属浸出浓度分别降低71.61%、84.85%、58.49%、77.78%,均满足相关技术规范要求。为检验固化土的种植效果,选用牛筋草和牛繁缕2种植物进行室内60 d种植试验,发现2种植物的光合作用、根部发育、生长速度都很正常。结果表明生石灰掺入比9%、锯末灰掺入比10%、水泥掺入比20%、矿粉换掺水泥40%的固化方案得到的固化土可用于绿化种植。

DSM技术对砂质土层中大圆筒打入过程影响研究

随着近海海湾区建设的兴起,以岛桥隧系统为主体的湾区互连交通体系得到广泛应用。在岛桥隧系统的建设中,插入式大圆筒结构以其简捷、造价低、耐久性好等诸多优势,成为了人工岛岛壁的首选。在插入式大圆筒施工过程中,砂质及其他硬质土层会导致大圆筒的打入困难,甚至引起大圆筒结构的破坏,需要对施工地土层进行预处理。通过现场试验和室内数值模拟方法,分析了经深层泥浆搅拌技术(DSM技术)预处理的砂质土层中大圆筒的打入过程,研究了深层泥浆搅拌技术对砂质土层的预处理效果及其改良大圆筒打入过程的有益效果,为工程实践提供参考。

ER菌降解污泥及阻止重金属迁移

为减轻污泥中重金属的危害,利用ER复合菌对天津某河道中的污泥进行了处置。首先在试验样品中添加污泥干基重量5%~55%不同剂量的ER菌,然后放置于30℃的恒温环境中进行30天发酵,最后采用原子光吸收法测试游离态重金属含量。试验表明,随添加剂量的增加,重金属含量呈减小趋势并逐渐趋于平缓。复合微生物对重金属镍有31.1%的去除效果,对重金属铬、铜、汞有8%~25%的去除效果;故微生物固化法能明显消减该污染土中的游离态重金属,并且具有安全、无二次污染、无新的污染物引入等技术优势,具有广阔的应用前景。

振动压实块石抛填层技术的初步理论分析

受工程进度所限,港珠澳大桥工程中拟采用液压锤振动压实的方法代替传统的水下强夯工艺以实现短时间内无死角地夯实块石抛填层的目的,但由于工程实例较少,可借鉴的经验少,在现场实施之前,需进行理论分析。本文建立了块石抛填层和振动压实系统的简化力学模型,通过数学推导,给出了振动压实系统对块石抛填层的做功公式,并对方程参数对做功的影响进行了分析,结果表明:系统做功随着系统质量、等效阻尼、激振力和角速度的增大而增大,同样改变幅度时角速度对应做功的改变幅度最大,等效阻尼最小;系统做功随着等效刚度的增大而减小。本文研究可以为振动压实块石抛填层技术提供理论支持,具有重要的理论和工程意义。

浅圆仓散料侧压力的极限分析上限方法

作为一种新的筒仓型式,浅圆仓在我国粮食与煤炭等行业中得到了广泛的应用。然而仓中散料对仓壁的侧压力还没有统一的合理的计算方法。为此,该文针对浅圆仓内散料特定的破裂面形态,建立了仓壁散料侧压力的简化力学模型,采用极限分析上限方法,经过严密的数学推导,得出了浅圆仓内散料对仓壁的侧向压力的解析表达式,分析了筒仓半径R和仓中散料深度z对筒仓侧压力的影响,并通过两个典型工程实例检验了该文所得公式的正确性,从而为浅圆仓的设计提供了一种新的计算散料侧压力的方法。