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。

桩基施工振动对环境影响的研究与对策

在房屋密集区,建筑施工造成的环境影响问题已引起了岩土工程师们的密切关注。锤击沉管灌注桩施工过程中的最主要影响是振动,严重时将导致房屋倾斜、墙体开裂等问题。笔者对某在建粮库地基处理工地锤击沉管灌注桩的施工振动进行了测试,测得临近房屋内的最大峰值速度为4.92 mm/s。结合国内外现有的相关规范,进行综合分析后,给出了振动的安全阈值(5 mm/s),因而,判定该项目施工振动的影响在安全范围以内,而后辅助以开挖减振沟、多台桩机间隔施工等措施,顺利完成了施工。

悬臂排桩支护结构空间变形分析

以矩形基坑悬臂排桩支护结构为研究对象,通过分析现场实测数据和数值计算,归纳出了冠梁和支护桩的空间变形模式,建立了整个支护系统的能量表达式。利用最小势能原理,推导了基坑中部桩顶最大位移的解析解,分析了各主要支护参数对该位移的影响。研究结果表明,桩顶最大位移随坡顶超载和桩间距的增大基本呈线性增大趋势;当嵌固深度系数逐渐增大时,桩顶最大位移也逐渐增大,但趋势渐缓;基坑长度对其影响也较大,当基坑长度超过一定数值后,最大位移值趋于稳定。最后利用所得的研究成果对某基坑进行了验证,并与现场实测结果进行了对比,计算结果能够满足工程要求。

深井降水对支护结构和周边建筑物影响的研究

地下水治理是基坑设计与施工中的重要环节,简要分析了地下水对基坑的影响,提出了治理的基本思路和方法。以汉口宝丰时代广场深基坑为例,探讨了深井降水对基坑支护结构和周边建筑物的影响。监测结果表明,降低地下水位对基坑支护结构的变形影响较小,土方开挖结束后变形很快便趋于稳定;基坑周边建筑物的沉降受深井降水的影响较大,土方开挖结束后,沉降变形继续增大。基坑周边建筑物的沉降不仅与降水井的布置和地层有关,而且还与建筑物本身的高度和基础形式有关;对浅埋基础建筑物而言,高度越大,沉降变形也越大。

高温下花岗岩基本力学性质初步研究

通过试验 ,初步研究了花岗岩在单轴压缩 ( 2 0～ 6 0 0℃ )状态下主要力学参数随温度的变化规律。指出了 75℃、2 0 0℃分别是花岗岩弹性模量和单轴抗压强度的门槛温度。

备样方法对标准吸湿含水率的影响

利用室内试验手段研究了不同备样方法对标准吸湿含水率的影响。研究结果表明:原状样和调制样的试验结果大于风干样和烘干样;原状样与其他3种备样方法的试验结果呈线性关系,相关系数的平方为0.94～0.97,说明在原状样缺乏时可采用其他备样方法的试验结果来代替,但必须对其进行修正。

基于最小势能原理的桩锚支护结构空间变形分析

以矩形基坑桩锚支护结构为研究对象,通过分析现场实测数据和数值分析结果,归纳出了冠梁和支护桩的空间变形模式,进而建立了整个支护系统的能量表达式。利用最小势能原理,推导了支护桩桩顶最大位移的解析解,并分析了各主要支护参数对该位移的影响。研究结果表明:桩顶最大位移随着坡顶超载和桩间距的增大而线性增大,但随着锚杆刚度的增大而减小;当基坑深度系数逐渐增大时,桩顶最大位移也逐渐增大,但趋势渐缓;基坑长度对桩顶最大位移的影响也较大,但当其超过临界长度后,桩顶最大位移逼近最大值;同样,锚杆安设也具有临界高度,当处于该位置时,桩顶最大位移达到最小值。最后,利用上述研究成果对广州太平广场花园基坑进行了验证,并与现场监测结果作了对比,计算结果能够满足工程要求。

南阳重塑中膨胀土脱湿全过程裂隙开裂特征及影响因素分析

环境温度是影响膨胀土开裂的外部因素之一,初始含水率和干密度是影响膨胀土开裂的重要内部因素。为研究膨胀土的开裂特征及影响因素,对南阳重塑中膨胀土进行了多组脱湿全过程裂隙开裂试验。研究结果表明:脱湿开裂过程可分为3个阶段,脱湿收缩与裂隙酝酿阶段、裂隙产生并迅速扩展阶段和基本稳定阶段;采用试样收缩面积加裂隙总面积之和与试样初始面积的比值计算裂隙度,可描述脱湿收缩特性和开裂孕育过程,适用于描述小试样的脱湿开裂过程;环境温度对膨胀土脱湿过程有一定影响,当试样的脱湿温度较高时,其最终的裂隙度偏小;试样初始、含水率与收缩开裂裂隙度正相关,初始干密度与收缩开裂裂隙度负相关。

武广铁路客运专线32m单跨简支梁的徐变上拱特征分析

对武广铁路客运专线多片单跨简支梁从梁场预制至架梁后变形上拱规律进行了研究,分析了梁体弹性变形、终张拉后60 d以及架梁前后的徐变变形特征,探讨了目前施工过程中徐变控制标准的合理性,可为相似工程提供借鉴。

斜坡地基附加应力分布规律模型试验及数值模拟

不少山区输电线路的铁塔基础都建在斜坡上,研究斜坡地基内附加应力的分布规律很有必要。采用室内模型试验和数值模拟相结合的方法,研究了临坡距对斜坡地基附加应力分布及扩散规律的影响。研究成果表明,当临坡距小于安全距离时,地基附加应力随临坡距的增大而增大,并在基础两侧具有显著的非对称性;当临坡距超过安全距离时,附加应力逐渐趋于稳定,基本接近平面地基状态。传统的平面地基附加应力计算方法不适用于斜坡地基,当临坡距在0.3 m时,地基浅层附加应力接近平面地基条件的50%,说明斜坡对地基附加应力的影响十分显著。在小临坡距条件下地基附加应力较小,但对应的地基变形却较大,也说明传统的分层总和法不适于计算斜坡地基变形,否则将影响工程安全。在地基稳定性满足要求的前提下,建议最小临坡距不小于安全距离。

花岗岩热损伤特性研究

通过对花岗岩在20 ℃～600 ℃范围内基本力学性质的研究,探讨了弹性模量、单轴抗压强度以及泊松比随温度的变化规律,发现75 ℃和200 ℃分别为花岗岩弹性模量和单轴抗压强度的门槛温度。以弹性模量为研究对象,提出了热损伤的概念,并给出了热损伤本构方程的一般表达式;在Lemaitre损伤模型的基础上,推导了一维TM耦合弹脆性损伤本构方程和损伤能量释放率的表达式;参照经典塑性力学的屈服面理论,引入了温度作用下应力空间中脆性岩石的损伤面模型,定性地讨论了荷载和温度影响下损伤面时的演化规律。

对挡墙后无粘性填土中破裂面的研究

在传统的库伦土压力理论中,刚性挡墙后无粘性填土中的破裂面被假定为平面。然而,一些室内试验和现场测试结果均已证明了实际破裂面是曲面。以刚性挡墙后无粘性填土中的破裂面为研究对象,以竖向微分单元法为基础,利用变分原理推导了主、被动状态下关于破裂面曲线的微分方程,并对该方程进行了求解。研究结果表明,当墙背光滑或墙背与土体的摩擦系数为定值时,填土中的破裂面和破裂角均与库伦土压力理论相同;当墙背与填土的摩擦系数呈线性规律变化时,对应的破裂面为曲面。最后,讨论了墙背摩擦角和填土内摩擦角对破裂角的影响。

地质雷达和高密度电法在废弃矿井探测中的应用

地质雷达和高密度电法在地球物理探测方面有着各自的特点,前者可用于探测地表浅层物体,而后者则在深层探测中占有优势。将两种方法相结合,对某建筑场地内的废弃矿井进行了探测,最后探测到了竖井的平面位置和直径、巷道埋深以及采空区的基本形状。

挡墙后黏性填土中破裂面曲线的一种解析解

在传统的库仑土压力理论中,刚性挡墙后填土中的破裂面被假定为平面。然而,一些室内试验和现场测试结果均已证明了实际破裂面为曲面。以挡墙后黏性填土中的破裂面为研究对象,以竖向微分单元法为基础,利用可动边界变分原理推导了主、被动状态下破裂面曲线的微分方程,并对该方程进行求解。结果表明,当墙背光滑时,填土中的破裂面和破裂角均与库仑土压力理论相同;当墙背粗糙时,通过勒让德变换得到主、被动破裂面曲线的解析解,此时破裂面为曲面。最后,讨论填土的物理力学参数和墙背摩擦因数对破裂角的影响。

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。

斜坡基桩水平极限承载力及影响因素模型试验和数值模拟

斜坡上的基桩具有承重和阻滑的双重功能,其受力变形性状远比平地上的情形复杂。采用模型试验和数值模拟相结合的方法研究了其水平承载特性及影响因素。模型试验结果表明:临坡距对基桩的水平承载变形性能有较大影响。同一级荷载下,临坡距较大的桩身水平位移小于临坡距较小的基桩;临坡距较大基桩的临界荷载和极限承载力也大于临坡距小的基桩。数值模拟研究结果表明:基桩水平极限承载力随着斜坡坡比的增大而减小,随着临坡距的增大而增大,与模型试验的结果基本一致。对比分析了斜坡和平地基桩水平承载变形性能的差别,得出了可考虑坡比和临坡距的斜坡基桩水平极限承载力简便计算方法,可为有关规范的修订以及工程设计提供参考。

膨胀土判别与分类的Fisher判别分析方法

介绍了数理统计中常用的判别分析方法——Fisher判别分析法,结合合(肥)-六(安)-叶(集)高速公路工程,利用SPSS软件对沿线采集土样进行了Fisher判别分析,得出了适合该地区膨胀土判别与分类的判别方程。分析表明:(1)利用Fisher判别分析法仅需几项基本物理性质指标,参数的试验操作大众化、规范化,试验条件明确、设备简单、周期短。

铁路客运专线路基沉降预测的新方法

路基的工后沉降控制是高速铁路建设的重要问题之一,利用铁路客运专线路基现场观测数据,找出相应的路基沉降规律有利于指导设计与施工。在分析武广铁路客运专线路基大量数据的基础上,将三点法的基本思想引入到双曲线模型,建立了基于双曲线模型的三点法。其具体做法是:在实测沉降曲线上选取3个适当的点作为预测样本,代入双曲线模型进行预测。为了检验新方法,运用常用的双曲线方法、三点法、Asaoka法、星野法、泊松曲线法进行对比分析,并且提出了新方法的取点控制条件。研究表明:基于双曲线模型的三点法的预测误差小、相关系数高、与实测数据吻合较好,具有一定的实用价值,为铁路客运专线无砟轨道铺设的沉降预测问题提供了参考。

新公路膨胀土判别与分类方法对皖中膨胀土的适用性研究

《公路路基设计规范》(JTG D30–2004)建议的膨胀土判别与分类的新指标未经广泛验证,其适用性有待探讨,其分级标准更需广泛的试验验证。依托皖中地区在建的合肥—六安—叶集高速公路,开展该判别与分类方法的试验验证研究。开展了系统的膨胀土特性试验,对各项判别指标之间的相关性和判别结果的一致性进行研究,探讨新规范推荐标准在皖中地区膨胀土判别与分类中的适用性以及合理的分级评判标准。研究结果表明,标准吸湿含水率具有较好的分类特性,但按规范推荐标准给出的膨胀等级明显偏高;皖中膨胀土以弱偏中等膨胀土为主,自由膨胀率偏小。综合以上分析,建议皖中地区膨胀土膨胀潜势分级的界限值,按建议的分级标准,其分类结果能达到较好的一致。最后,引入小于0.002 mm胶粒含量、蒙脱石含量指标进行综合判别,验证建议分类标准对于皖中地区膨胀土的适用性较好,具有一定的推广价值。

合肥地区膨胀土路基处置深度问题探讨

采用统计分析气候资料和现场测试含水率的方法,对合肥地区大气影响深度进行了研究,其结果表明,按气象资料统计分析法计算的大气影响深度比实际值小。在此基础上,建议按膨胀力与零膨胀率的相关性来确定膨胀土路基处置深度。通过合肥地区18个代表性土样的膨胀力试验,给出了膨胀力与零膨胀率的相关曲线,为膨胀土路基处置深度的确定提供了可靠的依据。最后,给出了合肥地区膨胀土路基不同结构部位处置深度的建议。