基于原位试验的高速铁路中低压缩性土智能识别方法研究

中低压缩性土在我国广泛分布,是高铁路基主要的承载地层。其承载变形快速稳定的特征对高铁路基变形控制有积极意义,因此,中低压缩性土智能识别对高铁路基设计、施工具有重要意义。针对高速铁路路基勘察设计中中低压缩性土的快速、智能识别问题,通过大量的现场原位试验数据,择优确定了以标贯试验、静力触探、载荷试验等原位测试结果为智能判别指标,建立中低压缩性土模糊推演模式,构建高铁中低压缩性土网络预测模型,形成基于现场原位测试的中低压缩性土快速智能识别方法,并通过不同算法进行网络训练和工程预测。结果表明,网络预测结果与实际测试结果整体上吻合度均较高,共轭梯度法相对梯度下降法计算效率明显提高,实现了中低压缩性土原位快速识别与测定,为高铁中低压缩性土路基设计、施工、评估等环节提供了重要依据。

巨粒土大型三轴试验研究

通过大型三轴试验,对巨粒土在低围压下的应力-应变特性、抗剪强度特性以及水对强度和变形的影响进行了分析。结果表明:在较低围压情况下,应力-应变曲线表现为弱应变软化型或应变硬化型,其形态主要决定于围压的大小,而其体变特征首先表现出体积收缩,随着轴向应变的增加,逐渐转为体积膨胀,随着围压的增大,剪胀逐渐减弱并过渡到完全体缩,但体缩率逐渐减小直至趋于稳定;巨粒土的抗剪强度随着应力水平的变化,表现出非线性特性,一般随着围压增大,强度参数?降低;水对巨粒土的压缩特性和剪切特性有重要影响,主要表现为压缩系数增大,抗剪强度降低。

水平掏土法与注浆技术在建筑物纠偏中的应用

由于地基软弱土层分布不均匀等原因,某6层综合楼严重倾斜,倾斜率高达20‰,并呈恶化趋势。为此,采用水平掏土纠偏法与注浆加固相结合的综合治理方案对该建筑物进行了纠偏,取得了良好的效果。通过该工程实践,阐述了基底水平掏土纠偏法信息化施工的全过程,并指出在使用得当的情况下,在淤泥质粉土地基中进行注浆是可以取得良好加固效果的。本次纠偏加固方法的成功实施,对类似工程具有一定的借鉴作用。

巨粒土高填路堤现场填筑试验研究

对重要的路堤填筑工程,国内目前一般都采用试验段法来确定填筑施工参数,已取得良好的效果。通过对河南S325侯饭线巨粒土高填路堤现场填筑试验,采用沉降量、灌水法以及弯沉等多种方法对路基质量进行检测对比,探讨巨粒土的压实机制以及颗粒级配、含水率、碾压机械、铺土厚度以及碾压遍数等不同施工工艺参数及不同参数的组合对压实效果的影响,提出巨粒土现场压实质量控制应以沉降差为主,并结合施工工艺参数的方法来控制,该法可有效保证填筑质量,加快施工进度,并可对类似工程的质量控制、检测和评价提供参考,具有重要的实用价值。

路基沉降预测的拓展指数曲线模型

路基的工后沉降是高速铁路建设中的主要问题之一,通过实测沉降资料,采用曲线拟合的方法估算工后沉降是工程中最为常用的方法。指数曲线法作为曲线拟合法的一种,一般不适用沉降量级小、数据相对波动大的高速铁路路基沉降预测。针对常规指数曲线法的缺陷,对其进行了改进,提出了拓展指数曲线模型,介绍其求解过程。结合武广铁路客运专线部分实测资料,运用双曲线模型和三点法分别进行了对比分析预测,研究结果表明:拓展指数曲线模型的预测结果相关系数高,误差较小,与实测数据基本吻合,可为今后类似条件下的路基沉降预测分析提供参考。

不同应力路径下绢云母片岩粗粒料声发射特征

粗粒料在变形和颗粒破碎过程中伴随着明显的声发射(AE),通过监测粗粒料在外力作用下的声发射信号特征可用来研究其力学机制。为探讨不同应力路径下绢云母片岩粗粒料声发射规律,采用改装设计的大型三轴试验机,对绢云母片岩粗粒料分别开展了常规三轴固结排水、等p(体应力)和等q(偏应力)应力路径试验,同时监测其声发射信号。研究表明,对于粗粒料的声发射必须考虑颗粒间的滑动摩擦、翻滚摩擦、颗粒破碎这3种细观机制。不同围压、不同应力水平对颗粒间的滑移、翻滚以及颗粒破碎活动影响较大,因此,在不同阶段,摩擦型AE与破碎型AE所占比例各不相同。在等p路径下,当累计声发射信号出现拐点时,可判断其为应变软化点。等q试验产生的累计AE计数与累计AE能量计数要比等p试验的累计AE计数和累计AE能量计数少一个量级,说明等p试验状态下的声发射要比等q试验活跃。等p试验中,随着体应力逐渐增大,累计AE参量增长率逐渐增大,而等q试验中,随着偏应力逐渐增大,累计AE参量增长率逐渐降低。

绢云母片岩粗粒料改性试验研究

绢云母片岩属极软岩,强度低,直接作为路基填料难以压实,易造成路基沉陷、路面开裂等不良工程现象。通过对绢云母片岩及其4种改性方案进行表面振动压实试验、室内重型击实试验、室内CBR试验以及回弹模量试验研究,探讨绢云母片岩经改性后用作高速公路路基填料的适用性。试验表明,绢云母片岩最大干密度采用室内重型击实与表面振动压实试验结果相差较大,采用表面振动压实时为1.92 g/cm3,采用室内重型击实时为2.01 g/cm3。主要原因是由于绢云母片岩颗粒破碎的结果。绢云母片岩及其4种改性粗粒土的在最优含水率附近的较宽范围内的变动对压实效果的影响不大,有利于填料的压实。绢云母片岩的回弹模量E较低,小于32 MPa,经改性后的土料的回弹模量均有显著提高,均达到50 MPa以上。添加20%红砂岩和20%黏性土的试料CBR值均只有3.7,添加3%水泥和5%水泥的试料CBR值上升明显。绢云母片岩经添加3%、5%的水泥化学改性后可用于高速公路上路堤及路床填筑。

颗粒破碎对绢云母片岩强度和变形影响的试验研究

为进一步弄清颗粒破碎对软岩粗粒料强度、变形的影响,开展2组不同初始干密度下的绢云母片岩粗粒料的固结排水三轴试验,分析了绢云母片岩粗粒料颗粒破碎规律,并探讨了颗粒破碎对绢云母片岩粗粒料力学性质的影响。结果表明,绢云母片岩粗粒料相对破碎率随围压的增加而增大,但颗粒破碎增幅速率受初始干密度影响较大,颗粒破碎与围压之间的关系可用线性关系描述;由于初始孔隙率的影响,使得试样在同一应力水平下高密度试样颗粒破碎明显高于低密度试样;颗粒破碎对高密度试样抗剪强度降低的影响高于低密度试样,导致两种干密度试样的应力-应变曲线在某处出现相交,最终出现初始密度低的试样抗剪强度大于初始密度高的试样抗剪强度的现象;高密度试样孔隙率较小,其剪胀因子一直保持在1附近,而低密度试样孔隙率较大,受颗粒破碎和剪胀的影响迟缓一些,低密度试样体变较高密度要大些,但整体上由于颗粒破碎和剪胀的影响,绢云母片岩粗粒料的体变均不大。

深井降水基坑涌水涌砂原因分析及对策

以汉口某基坑为例,简要介绍了其支护、止水设计情况以及基坑的运行过程。在此基础上,针对基坑运行过程中出现的涌水涌砂现象进行了原因分析,并有针对性的采取了排水管排水及双液灌浆等疏堵结合处治措施,解决了水患,保证了基坑的正常运行。最后通过这个实例,简述了深井降水和垂直止水帷幕设计中要注意的一些问题。

浅论深基坑粉喷桩—土层锚杆联合支护技术

粉喷桩与土层锚杆联合支护方式可同时解决支护与止水双重问题,在基坑开挖深度不大,基坑周边环境条件严重受限的情况下,可充分显示出其技术经济方面的优越性,值得应用推广。文中探讨了该联合支护方式的设计方法,建议按喷锚支护模型计算边坡整体稳定性,计算中将粉喷桩等效为一层加固土。通过工程实例,验证了建议的计算模型。并且还对施工中应注意的一些问题进行了阐述。

超载预压软基固结边界面弹塑/粘塑性分析

在Biot固结理论中使用简化的边界面弹塑/粘塑性模型,对超载预压法处理公路软基全过程的变形和孔压进行数值计算。与理想弹塑性模型计算的结果相比,使用边界面模型计算的沉降量较大,也更接近实际观测值,其原因在于后者考虑了弹塑性与粘塑性的耦合作用以及卸超载后路面修筑过程中出现的塑性变形。

路基沉降预测的三点修正指数曲线法

科学、合理地预测路基工后沉降量是高速铁路建设的关键环节。针对武广高速铁路路基沉降量级小、数据相对波动大的实测数据,探讨了指数曲线法对无砟轨道路基沉降预测的适用性,发现指数曲线法不能直接应用于量级小、数据相对波动较大的沉降预测。把三点法的基本思想引入指数曲线模型,对指数曲线法进行了改进,提出了路基沉降预测的三点修正指数曲线模型。结合武广高速铁路路基沉降观测数据,分析了三点修正指数曲线模型的特性。分析表明,在整个沉降曲线上选取3个关键点作为预测样本,很好地回避了数据波动带来的影响;沉降曲线上"拐点"以后的沉降规律更符合指数曲线模型,因此,应取沉降曲线上"拐点"以后的数据作为样本值,所取三点应能尽量反映沉降发展的趋势。三点修正指数曲线法预测结果稳定、相关系数高,具有一定的工程应用价值。

土石混合料的压实特性研究

基于某大型场平工程填筑质量抽检结果,探讨了粗料含量(粒径大于5mm颗粒含量)、填料最大粒径以及填料级配情况对土石混合料现场压实特性的影响。研究发现:当粗料含量逐渐增加时干密度呈逐渐增大趋势,但达到90%左右时,干密度离散性较大,建议粗料含量的合理值为60%～80%;同样,当填料最大粒径逐渐增大时干密度也随着最大粒径的增大而呈逐渐增大趋势,但当超过松铺厚度(800mm)的30%以后,干密度则逐渐减小,且离散性较大,建议最大粒径的合理值为松铺厚度的30%;填料级配良好与否和压实特性无明显的相关性,但级配应连续。该研究对类似工程有一定的借鉴意义。

基于井间电磁CT探测的岩溶空间分布特征

岩溶是桥梁桩基施工中的安全隐患之一,探明桥梁范围内岩溶的空间分布特征对桥梁安全尤其重要。岩溶勘查目前多以钻探与物探方法相结合,但特定的岩溶勘察需要根据具体情况选择合适的物探方法,常用的地质雷达等方法由于受限于各自的适用范围,往往不能精确地确定局部范围内溶洞的边界。井间电磁波CT探测技术主要依据电磁波在不同介质中传播时的吸收差异,重建井间介质吸收系数的分布图像,形象而直观地展现地质体内部结构,具有分辨率高,勘探距离小的特点,特别适合于探测桥墩等局部范围内的溶洞分布情况。以惠州S119线水西大桥主桥墩溶洞探测为例,介绍了电磁波法CT探测技术的原理、工作方法及应用效果,结果表明井间电磁波CT探测技术有较高的精度和可信度,可全面清晰地揭示场地岩溶的空间分布,为工程设计提供可靠的地质资料。

竖向荷载下斜坡桩基承载力及影响因素数值研究

利用有限差分软件FLAC3D,开展了竖向荷载下斜坡桩基极限承载力研究。分析了斜坡桩基竖向极限承载力的变化规律及其影响因素。并与平地桩基进行对比,分析了斜坡的存在对承载力的影响。最后给出了斜坡与平地桩基极限承载力比值工程应用表。研究表明:斜坡桩基极限承载力与临坡距呈正比关系,临坡距越大,极限承载力越高;与坡度呈反比关系,坡度越小,极限承载力越大。提出了一种斜坡桩基竖向极限承载力实用计算方法:实际工程中,可以先按传统的设计计算方法确定平地桩基的承载力,然后根据实际坡度和临坡距离,采用插值的方法在比值表中取相应的调整系数,确定斜坡桩基的承载力。

基于Boltzmann函数的桩基极限承载力预测

通过对桩基Q-S数据的曲线拟合预测出单桩极限承载力,是当前推断未知桩基极限承载力的常用方法,但常用的曲线拟合精度不高。本文基于最小二乘理论,利用Boltzmann函数模型,采用Levenberg-Marquardt算法,对桩基Q-S试验数据进行非线性曲线拟合和极限承载力预测。拟合和预测结果表明,Boltzmann曲线的拟合精度较高,极限承载力预测效果好,为桩基极限承载力预测提供了一种简便有效的方法。在此基础上,利用双曲线、指数曲线、Boltzmann函数模型对缓降型Q-S曲线进行了后期"破坏"预测,结果表明缓降型Q-S曲线后期也会出现类似陡降型的转折点,但三种曲线预测的桩基沉降发展速度不同:指数曲线预测沉降增加过快,双曲线预测沉降增加太慢,只有Boltzmann函数模型预测沉降增速适中,表明桩基塑性发挥适当,比较接近实际。因此用Boltzmann函数模型预测桩基缓降型Q-S曲线的后期发展是适合的。

城市地下管网数据集成和管理系统

利用地理信息系统 (GIS)技术对城市地下管网这种复杂的空间信息的录入、集成以及管理等问题进行了系统研究 ,并通过东北大学地下管网集成系统的研究和开发 ,较好地解决了城市地下各种管线数据的自动化录入。

层次分析法在斜坡失稳灾害预测评估中的应用

着重介绍了斜坡失稳灾害预测评估的层次分析法,对影响斜坡稳定性的各因素进行了深入分析,确定了判别因子,并结合工程实际情况,制定了因子量化原则。

论铁路客运专线沉降变形评估标准与合理控制

沉降变形观测分析评估是确保铁路客运专线轨道结构铺设质量的关键环节,探讨沉降变形评估标准与合理控制具有意义。针对沉降变形评估指标分类及其控制标准、观测期合理控制、曲线回归相关系数的控制标准和沉降量<1 mm观测断面的评估等进行深入讨论。总结提出铁路客运专线沉降变形评估指标体系,并将10个评估指标细分为核心指标、基本指标和一般指标3个等级。核心指标应严格满足相关要求,任何一个指标不满足要求,不能通过评估;基本指标应整体满足相关要求,个别指标超过限值不大时,可以基本通过评估,同时提出完善意见;一般指标应基本满足相关要求。根据沉降变形的发展趋势,将沉降时间曲线分为3种类型,并提出了相应的观测期控制标准。建议曲线回归相关系数的最低标准可以由0.92放宽至0.85。建议对于观测期满足《评估技术指南》的要求,实测沉降量小于1 mm的观测断面,在整体沉降趋于稳定的条件下,直接判定其满足评估要求。

路基沉降观测期对评估结果的影响及其合理控制

沉降观测期的合理控制是涉及工程质量、进度与造价的关键技术难题。结合武广铁路客运专线路基沉降实测数据,对路基沉降特征进行了深入研究。根据沉降的发展趋势,将沉降时间曲线可分为3种类型,并提出了相应的观测期控制标准。第Ⅰ类,路基填筑完成6个月内沉降已基本趋于稳定,沉降时程曲线表现为较平滑、规律的收敛曲线,对于该类观测数据,沉降观测期可适当缩短。第Ⅱ类,路基填筑完成后,沉降快速趋于稳定,却在中途出现突然增长,而后又逐步趋于稳定,对于该类观测数据,应在沉降突变后继续观测不少于2~3个月,待沉降稳定后,方能进行评估。第Ⅲ类,路基填筑完成后,沉降继续发展,沉降速率未明显减小,未见稳定趋势,该类观测断面应引起观测单位和建设单位的重视,延长观测期,必要时采取工程处理措施。