不同置换率复合地基力学性状附加荷载影响规律离心试验研究

置换率是确定CFG桩复合地基的关键指标之一,根据土层分布明确桩长后针对目标附加荷载选择置换率是竖向结构体系决策的基础,目前缺少不同置换率复合地基力学性状附加荷载影响规律共同认知。通过进行2组相同附加荷载和加固深度、不同置换率的复合地基离心模型试验,研究复合地基桩身轴力、桩侧摩阻力、桩土应力比和地基沉降响应附加荷载的分布及变化规律。研究结果表明,因置换率的增大,(1)CFG桩所承受的轴力有所减小,且轴力最大值所在位置上移;(2)摩阻力零点位置和桩体上部负摩阻力最大值位置出现上移且后者变化速率加快,桩端最大正摩阻力值明显减小;(3)桩土应力比有所减小,且在深层土体中其沿深度方向的减小速率变小;(4)地基沉降和地表沉降明显减小,地表沉降与荷载呈线性关系变化,CFG复合地基的复合模量有所提高。

高速铁路路基全断面沥青混凝土防水封闭结构

提出1种高速铁路路基全断面沥青混凝土防水封闭结构,基于该结构工作状态,分析其主要功能特性,设计碾压密实高模量沥青混凝土。将全断面沥青混凝土防水封闭结构应用于工程试验段,跟踪监测其服役特性。结果表明:试验段轨道结构及路堤基床动力性能均满足规范限值要求;试验段基床含水量维持在8%~18%,受天气影响小,而邻近的纤维混凝土对照段基床含水量为10%~35%,随天气波动显著;试验段沥青混凝土的吸热作用,使得路肩处基床温度较对照段大;试验段路基竖向变形监测值较对照段稍大,但均满足限值要求;试验段沥青混凝土与底座等接触情况良好,无松散剥落等病害,仅在底座板接缝处有数条裂缝,而对照段出现较多的纵横向裂缝,严重影响其防水封闭效果;沥青混凝土修补方便,可维护性高。

砂土地基和粉质黏土地基基坑悬臂开挖离心模型试验

分别开展砂土和粉质黏土两种典型土质条件下基坑悬臂式开挖离心模型试验,详细叙述试验过程中所要解决的关键问题,并提出合理的解决方案。通过对比分析两组试验结果,得到以下结论:非饱和土地基制备中参数控制困难,分层夯实法有待进一步改进,而砂雨法制备的砂土地基参数可控性更好;两组试验的结果有差异,砂土地基试验所呈现的土压力、地基变形、支护弯矩的变化规律更好,因此,岩土离心试验可适当考虑以砂土代替非饱和土;对于采用悬臂式支护结构的基坑,开挖引起的地表沉降曲线在砂土中呈指数型,而在粉质黏土中呈直线型;开挖引起的粉质黏土地基土体位移范围较砂土地基更大;开挖引起的砂土中挡墙弯矩较粉质黏土更大,砂土和粉质黏土中最大弯矩位置都随开挖逐渐下移;在砂土试验中开挖引起主动区土压力各处均减小,而在粉质黏土试验中开挖引起土压力在挡墙底有增大趋势。该基坑工程离心模型试验过程及数据处理方法可为进一步试验提供参考。

临近基坑开挖复合地基侧向力学性状离心试验研究

临近基坑开挖引起复合地基CFG桩变形和内力改变,现有理论缺乏对该问题的研究。通过开展离心模型试验,对临近基坑开挖条件下,复合地基变形、CFG桩内力和变形、土压力等分布和变化规律进行深入分析。结果表明:开挖引起CFG桩弯矩增大,近基坑桩增幅明显;开挖引起桩土不同步沉降,导致CFG桩上刺入褥垫层,桩受到褥垫层的"嵌固拉结"作用,同时远基坑桩、褥垫层、加载气囊一起提供了"摩擦拉结"作用,从而在近基坑桩上出现负弯矩;而远基坑处不均匀沉降小,"嵌固拉结"作用小,且"摩擦拉结"作用是利于正弯矩产生,桩上未出现负弯矩;开挖引起支护背后土压力分为增长区和减小区两部分,在上部土体中,土体卸荷,土压力减小,而下部土体受支护挤压,土压力有所增大;开挖引起地表沉降呈指数形式,临近基坑地表沉降最大,在显著变形区域内,支护水平位移基本呈直线形式,各阶段最大水平位移均出现在支护顶端;开挖引起的CFG桩水平变形大小和范围随距基坑边距离的增大而减小。

复合地基侧向力学性状离心试验方案研究与设计

通过对复合地基侧向力学性状的离心模型试验方案研究,克服了复合地基模型制备、结构构件模拟、数采系统布置、坑边超载施加以及基坑开挖方式等试验关键技术困难;同时利用数值软件PLAXIS 3D模拟试验工况,预期试验结果,大体把握各工况下地基变形、支护和CFG桩受力变形以及墙后土压力等的分布和变化规律;初步认为CFG桩水平变形和变形范围均随与基坑边界距离的增大而减小,复合地基CFG桩处沉降远低于桩间土沉降,表现为上刺入褥垫层。坑边超载使得CFG桩对地基土体的加固作用、对支护结构的贡献以及CFG桩自身变形的有效控制效果凸显出来。

微型土压力传感器标定方法研究

离心模型试验常用微型土压力传感器测量地基或土与结构接触边界上的土压力。传感器使用之前应进行标定。传统的液标或气标方法不能准确反映传感器埋置过程对土体的扰动或传感器周围人为土拱边界条件形成,导致测试结果不甚理想。故针对试验条件,设计制作一套标定微型土压力传感器的方法和装置,以水、粉质黏土和福建标准砂为标定介质,考虑有无刚性靠背两种工作状态对多个传感器进行室内标定,得到标定系数。结果表明:水标未出现卸载滞后,砂标和土标均出现卸载滞后,且表现为非线性;引入滞后比R评价微型土压力传感器的滞后性,认为标定介质和传感器类型是影响滞后比的两个主要因素;传感器自身材料特性和几何特性、地基土的制备和传感器放置、加载预压和加卸载循环等对土体密实度、土体强度等的改变、工作介质和状态等对标定结果有影响。建议尽量模拟试验工作介质和工作状态,逐个标定传感器,以得到更准确的土压力测量值。

PE+SiO_(2)复合改性沥青储存稳定性多尺度研究

为了提高普通塑料(PE)改性沥青的热储存稳定性,提出在PE改性沥青中添加纳米二氧化硅(SiO_(2))粒子,以制备PE+SiO_(2)复合改性沥青,并基于宏、微观试验,结合图像处理和灰色关联熵等定量分析方法,揭示了不同类型PE+SiO_(2)复合改性沥青的储存稳定性、高低温性能、微观组分与结构形貌差异,得到了其特征官能团指数和改性剂分布指数与各项宏观性能之间的关联,确定了最佳PE类型和SiO_(2)掺量.结果表明:复合改性沥青中SiO_(2)和PE组分之间发生了物理交互连锁反应,使沥青高温稳定性和储存稳定性得以提升,且尤以线型低密度聚乙烯(LLDPE)型复合改性沥青的效果最优;SiO_(2)掺量为0.2%时,改性剂分散较好,荧光面积占比适中,软化点差最小,离析率最低,各项指标的关联较为均匀,为最佳掺量.研究成果可为高性能复合改性沥青的生产制备提供参考,为改性沥青多尺度特性的研究提供新视角.

刚性桩复合地基与临近基坑支护结构相互影响的离心模型试验

目前缺乏复合地基与临近基坑支护结构相互影响的相关研究。为了研究复合地基及其支护结构受侧向开挖的影响,通过两组相同荷载相同支护结构、不同置换率的复合地基侧向开挖离心模型试验,分析了桩轴力及侧摩阻力、桩土应力比、桩间土竖向应力、桩弯矩和支护结构弯矩随开挖的变化规律,及其受置换率变化的影响。结果表明:桩轴力、桩土应力比、桩弯矩及支护结构弯矩随开挖递增,桩侧摩阻力及桩间土竖向应力受开挖影响较小,桩身上部摩阻力方向向下,桩身下部向上,支护结构弯矩最大值位置随开挖逐级下移;距基坑的距离决定桩弯矩的大小和变化形式,在距基坑较近处因桩土不均匀沉降明显,桩顶上刺入褥垫层,褥垫层对桩顶有水平约束,引起桩上部负弯矩;除置换率对桩间土竖向应力影响较小外,上述各项力学性状均因置换率的增大而减小,其中支护结构弯矩减小程度最大,表明复合地基置换率增大能够有效改善复合地基和支护结构受力性状,增强其侧向基坑开挖安全性。

基坑离心模型试验开挖方法研究与应用

针对离心模型试验中停机开挖、排液法、微型机器人开挖3种传统方法缺点进行分析,设计研制一种新型开挖模拟装置,对土体实际卸荷过程有更准确的模拟,并应用于一组砂土地基基坑开挖离心模型试验验证了可行性。与传统方法相比,能实现非停机开挖,较准确模拟土体侧压力,原理简单、造价低。试验中布置多种类型传感器形成立体测量,试验数据与数值分析结果形成对比分析。结果表明:悬臂式支挡结构的砂土地基基坑开挖地表沉降曲线呈悬臂型;引起挡墙最大弯矩位置随开挖逐渐下移,下移速率递减;开挖土体卸荷,引起主动区土压力减小,浅层开挖对深层土压力影响很小,深层开挖时,浅层土压力的变化不明显。最后对试验中存在的问题和有待改进之处作了讨论,对后续和同类试验提供指导和参考。

基坑工程离心模型试验进展及关键技术

土工离心模型试验能够真实模拟重力场的存在,再现工程实际应力状态,被广大学者公认是目前进行岩土工程技术研究中最先进、最有效的试验方法,基坑工程离心模型试验是土工离心模型试验的重要组成部分。通过总结土工离心模型试验概念原理及优势,展现近年离心模型试验在岩土工程各个领域的研究应用情况,介绍离心模型试验研究基坑工程的现状,分析比较基坑工程离心模型试验中地基土制备、复杂工况及开挖方式模拟、支护结构模型制作与安装、试验测量技术选择与布置等关键技术,最后指出基坑工程离心模拟技术尚存在的不足,并展望了未来的发展方向。