高填方大直径钢波纹管涵变形机制与控制技术研究

目的 研究高填方大直径钢波纹管涵变形机制与控制技术,解决其结构变形过大的问题。方法 基于管道压缩变形公式,提出在管涵两侧一定范围内填筑水泥土材料的新技术;通过室内试验确定水泥土材料中最优水泥质量分数,再基于数值模拟和现场试验分析采用新技术施工的管涵结构的受力及变形特征及其上部竖向土压力分布规律,确定最优管侧填筑范围。结果 新填筑技术能充分利用水泥土的刚度限制管涵的变形,当管涵两侧2/3管径范围内采用水泥质量分数为8%水泥土回填时,管涵的最大竖向及水平变形分别减少了35.1%和55.0%,结构最大应力也由管顶处转移至管涵上部45°附近,受力更为合理。结论 新填筑技术使管涵更好地与周围土体逐步变形协调,产生荷载重分布形成土拱效应,将管顶土压力由管中心向管边缘处转移,有效减小了钢波纹管涵结构变形和应力集中。

盾构废弃粉质黏土泥浆底部真空脱水试验研究

盾构施工中产生的废弃粉质黏土泥浆具有含水率高、强度低、颗粒粒径较小及难以快速固结的特点,脱水处置难度大;如何对其进行有效的脱水固化处理,是减少其在运输或存储过程中污染环境的关键。基于自行研制的废弃泥浆真空脱水装置,开展自重、自重+真空、自重稳定+真空、自重稳定+分级真空等4种不同形式下的室内脱水模型试验研究,分析废弃粉质黏土泥浆在不同的加载方式下泥—水界面沉降、孔隙水压力、脱水量以及脱水后残余泥浆含水率的变化规律,并对不同加载方式下对废弃粉质黏土泥浆的脱水效果进行对比。试验结果表明:4种脱水方式中,先对废弃粉质黏土泥浆进行自重脱水处理、再对其底部分级施加真空作用的加载方式对废弃粉质黏土泥浆的脱水效果最好,可有效降低废弃粉质黏土泥浆的含水率;采用该方法对初始含水率为97.50%的废弃粉质黏土泥浆进行脱水处理后,其含水率分布范围介于28.21%~34.25%,其内部孔隙水压力最小可达-72.92 kPa。同时,基于分段线性化的思想建立了废弃泥浆一维脱水理论分析模型,对废弃粉质黏土泥浆在脱水过程中的泥—水界面沉降进行数值模拟,并将数值模拟与试验结果进行了对比分析;随后通过对不同加载方式下脱水效率进行模拟分析探究了最佳加载方式。该研究可为盾构废弃粉质黏土泥浆快速脱水处理提供理论基础和实践依据。

洛阳粉质黏土与砂卵石复合地层地铁变形控制指标研究

为解决如何控制并及时预测隧道掘进引发的地表沉降,科学制定合理的地表沉降监控指标的问题,依托洛阳洛河Ⅰ级、Ⅱ级阶地2种典型地貌中粉质黏土与砂卵石复合地层下盾构隧道工程,以土体参数的空间变异性为切入点,针对当前隧道变形控制指标未能结合自身轨道交通工程特点、工程地质条件等问题,在考虑土体参数空间变异性的基础上,研究随机场中的变异系数和相关距离对地表变形的影响,并进一步结合现场监测数据统计分析和基于随机场理论的可靠度分析。结果表明:考虑空间变异性土体的等效弹性模量小于相应均质土的弹性模量;确定性分析的双线隧道地表沉降曲线呈双峰“W”形,随机分析的地表沉降曲线为一簇离散性曲线,且都为双峰型。变异系数对地表沉降的影响较为明显,而竖向相关距离在2D内、水平相关距离在10D内对地表沉降的影响较大。根据可靠度分析,洛河Ⅰ级、Ⅱ级阶地2种典型地貌条件下隧道最大地表沉降服从标准正态或对数正态分布形式,综合考虑安全性和经济性,建议洛河Ⅰ级阶地地貌的双线盾构隧道地表沉降监控指标为40 mm,洛河Ⅱ级阶地地貌的双线盾构隧道地表沉降监控指标为30 mm。研究结果可为进一步探索地表沉降预测方法和控制措施,科学制定合理的地表沉降监控指标提供参考。

振杆密实法加固粗粒混合土模型试验

中国中西部地区粗粒混合土分布广泛,但其松散性和不均匀性导致这些散体材料难以作为构筑物的地基。以提高粗粒混合土地基的承载力和消除不均匀性为主要目标,提出使用振杆法处理粗粒混合土地基,以室内模型试验为主要研究手段,分别进行了振动加固试验、轻型动力触探试验和密度测量试验,并在试验过程中实时监测振动和沉降指标,探究了振杆密实法对粗粒土的加固效果,分析了k值(d90/振杆直径)和振动频率对加固效果的影响。结果表明:振动处理后,式样的轻型动力触探击数平均可达13击,较处理前提高了11击,试样底部的平均压实度可达81%,相应的承载力提高200 kPa以上,经振杆密实法处理后变为低压缩性地基土;当k值在1/2.0时,加固效果优于k值为1/10.0的情况,前者的地基承载力和沉降率比后者分别高出50 kPa和7%左右;粗粒混合土在14 Hz振动频率下的地表振动速度较大,可达36 mm/s,对采集到的振动数据进行了希尔伯特-黄变换(HHT),其HHT能谱图显示振动频率在14 Hz附近时,地震响应较大;以正三角型布置加固点位,群点作用可以有效地消除地基土的不均匀性,地基土的不均匀系数K从试验前的26.40减小到1.39。振杆密实法可为粗粒混合土地基处理提供新思路,也可为现场施工提供关键参数依据。

多桩型刚性承台下刚性长短桩复合地基载荷试验分析

通过两组四桩多桩型刚性桩复合地基现场载荷试验,分析了多桩型刚性长短桩复合地基桩–土应力、荷载分担及其发展变化的工作性状;基于复合地基桩土应力及加载过程中深层土体水平位移实测结果,讨论刚性桩复合地基的应力扩散角理论;讨论了多桩型刚性长短桩复合地基承载力采用应力复合法计算参数的取值方法。相关成果将有助于复合地基特别是多桩型刚性桩复合地基的理论研究和工程应用,同时表明进一步进行多桩型复合地基现场试验研究与工程实测的必要性与紧迫性。

后处理二元复合地基工后沉降预测与控制技术

采用无砂混凝土小桩技术后处理部分路基和已有深层搅拌水泥土桩复合地基,形成后处理二元复合地基的路基处理技术,适用于台后及高填路基的工后沉降控制。通过分析此类二元复合地基受力特点,提出了可采用复合模量分层总和法进行变形计算的方法,其中提出的"等效荷载角点法"能方便采用现行国家规范矩形荷载作用下的角点法或矩形荷载作用下的中心点法计算路基中线下复合地基的沉降变形;提出了采用传统沉降经验系数分层总和方法和数值模拟方法分别计算天然地基沉降,反演出数值模拟计算复合地基变形所需的土层模量放大系数,再采用数值模拟方法计算工后沉降的理论方法,该方法得到了具体工程的验证;提出了采用后处理技术控制路基工后沉降变形的技术思路。

岩土工程技术现状及发展展望

介绍国内岩土工程技术发展及存在的主要问题,提出我省岩土工程技术发展方向和实用技术。

复合桩墙支护新技术概念与理论体系

介绍了一种复合桩墙支护技术概念、技术思路。支护结构的基本构成为水泥土桩墙与墙后无砂混凝土小桩及所夹桩间土、桩墙与小桩项部混凝土压顶板。当基坑支护深度较大,或需要对基坑及周围环境变形进行严格控制时,可对桩墙顶部采用预应力斜锚、桩墙中部采用锚杆、预应力锚杆等技术配合支护。复合桩墙支护技术具有较强的变形控制能力,方便设计施工,可大大缩短建设工期,节省地下空间资源,降低工程造价,并能较好地解决打桩施工带来的环境岩土问题。对计算模型、设计施工中的变形控制措施进行了讨论;分析了该技术的特点,可供工程设计参考。

水泥土桩复合桩墙前墙抗裂计算与工程实例分析

复合桩墙支护结构是一种新型支护结构,具有止水挡土双重作用,介于刚性重力式挡墙和柔性悬臂桩墙之间的一种属半刚、半柔性支护结构,前墙水泥土桩身应力受墙身弯矩、墙顶混凝土刚度(约束)、墙后侧土体沉降量、侧阻力和墙前挖土速度、墙前后水位降差、降速等因素影响。通过对上述因素的分析,结合工程实例,讨论了前墙水泥土开裂的理论计算和控制问题。

复合土钉与CFG桩复合地基

介绍深基坑工程及CFG桩复合地基工程在一定条件下采用复合土钉支护结构的重要作用、机理分析及设计施工应注意的问题。

复合土钉支护结构变形预测与控制技术研究

将复合土钉支护结构的变形预测划分为远端土体无裂缝和有裂缝两种模型,用反正切函数来模拟土体开挖和注浆过程中"初期末期变形平缓,中期变形剧烈"的特点.提出土钉长度、水泥土桩型等设计原则及分层开挖、预留土墩、间隔注浆、添加早强剂、以锚管代替锚筋等支护结构变形控制手段,可供研究和工程参考.

静压桩筏板地基分层沉降变形监测分析

桩筏基础的竖向受力工作性状与刚性桩复合地基相似.尝试采用刚性桩复合地基有关理论及计算模式来分析桩筏基础的沉降变形工作状态.结果表明,采用刚性桩复合地基的应力扩散法比复合地基"规范法"预测变形精度更高;规范法计算复合模量的方法存在不足.

水泥土桩复合土钉支护的失稳破坏及稳定性验算

土钉支护的特点是随挖随支,其锚固体强度随时间逐渐提高,在继续开挖过程中,基坑临空高度持续加大,使基坑边壁发生相应侧移变形,土钉开始发挥作用,因此其对施工开挖速度有较为严格的限制。水泥土桩复合土钉在施工过程中,由于水泥土桩强度和刚度的预先形成,限制了开挖施工阶段的失稳破坏,并使基坑边壁的直立开挖高度相应提高,在继续开挖和土钉施工过程中基坑边壁的侧移特征、土钉应力的分布特征均发生变化,因此水泥土桩复合土钉支护结构的失稳破坏及设计计算模式相应发生变化。本文基于水泥土桩的强度和刚度对土钉支护结构的影响,分析研究了水泥土桩复合土钉的失稳破坏特征,及稳定性验算要求,为建立水泥土桩复合土钉的设计计算理论奠定基础。

桩锚与土钉联合支护结构的工程实例

桩锚和土钉支护结构是我国目前最常采用的两种深基坑支护形式.根据土钉与桩锚支护结构的特点及设计计算方法,通过河南省郑州市一大型深基坑工程实例,研究了桩锚与土钉联合支护结构的受力和变形特点及其设计计算方法,对类似工程具有一定的参考价值.

桩端后注浆对大直径灌注桩影响的现场对比试验研究

基于郑州三环快速路工程开展的6个场地19根大直径灌注桩现场足尺试验,通过对比分析后注浆桩与未注浆桩实测结果,研究桩端后注浆对大直径灌注桩承载变形性状、荷载传递规律、桩端承载特性及桩侧摩阻力发挥性状的影响。结果表明,桩端后注浆条件下大直径灌注桩承载变形性能明显提高,且提高幅度受注浆龄期影响较为显著;在黄河中下游以中密~密实粉土、粉细砂及可塑~硬塑粉质黏土为主要冲积地层中桩长40 m左右的大直径灌注桩表现为摩擦型桩,但相比于未注浆桩,桩端后注浆桩传递至桩身下部及桩端的荷载更小;桩端后注浆在桩端下形成水泥沉渣坚硬固结体,有效地处理了桩端沉渣问题,且通过渗透劈裂作用,形成深度可达1 m的网状分布的水泥胶结体,加之对桩端土层的压密效应,显著提高了桩端支承性能与承载刚度;桩端后注浆显著提高大直径灌注桩桩侧极限摩阻力发挥水平,并降低了桩侧极限摩阻力对应的桩土相对位移,使得大直径灌注桩在较小的沉降下表现出较高的承载能力。

底部两层框架-抗震墙砖房的震害预测

提出了底部两层框架－抗震墙砖房中薄弱层的判别方法，对该类结构体系震害预测的具体方法进行了探讨，并将此震害预测方法应用于工程实例中。

长短桩复合地基力学性状的现场试验

长短桩复合地基是近年来逐渐兴起的一种新的复合地基形式,但理论研究和实践仍不完善,需要进行更深入的探讨。通过长短桩复合地基的现场试验,对在刚柔两种基础形式下的长短桩复合地基的沉降变形、桩顶和桩间土的应力、桩土荷载分担比及桩土应力比随荷载变化的规律进行对比分析。研究成果可为长短桩复合地基理论研究和优化设计提供有益的参考。

桩侧桩端注浆超长桩侧摩阻力增长规律试验

目的研究后注浆长桩侧摩阻力的变化规律,以提高竖向荷载作用下的侧摩阻力及竖向承载力机理.方法结合某工程后注浆超长灌注桩的现场静载荷试验,应用BOTDR光纤测量技术,试验研究了复式后注浆超长灌注桩在竖向荷载作用下,桩身应变随逐级加载过程的发展规律,分析总结桩侧桩端注浆超长桩在竖向荷载作用下侧摩阻力的提高机制及基桩竖向承载力的提高机理.结果在粉质黏土及砂土土层中,后注浆灌注桩在竖向荷载作用下,桩侧摩阻力的发挥水平与竖向加载之间呈现较为严重的非线性关系,表现较为复杂.结论光纤技术用于桩基检测时必须注意成孔施工及后注浆施工工艺和技术参数对试验数据处理的影响问题,检测结果为后注浆桩基工程的工程应用提供了现场试验资料.

碱-偏高岭石-矿渣系胶凝材料的凝结硬化性能研究

研究了不同粒化高炉矿渣掺量对"碱-偏高岭石-矿渣"体系在室温下凝结硬化性能的影响和对反应物的NH4+交换容量的影响。结果表明:在温度(20±1)℃并保湿养护条件下,随矿渣掺量的增加,碱-偏高岭石-矿渣系胶凝材料的凝结时间缩短,抗压强度提高,反应物中结构类似沸石的产物含量下降。

椭圆形排桩支护结构的工程优化选型

椭圆形支护结构通过合理选型可以成为以受压为主的支护结构,水泥土桩施工简单,经过适当咬合可起到止水帷幕作用,因此在开挖深度不大情况下,可优先采用椭圆形水泥土支护结构.根据某水泥土桩基坑支护工程的实践,以水泥土桩挡墙结构的承载力为控制条件,研究分析了椭圆形水泥土支护结构的优化选型方法,对椭圆形支护结构的工程应用具有一定的工程意义.