土的超固结性地质成因分析

以经历红土化作用的红土、东部沿海平原区的浅层硬土层及地表硬壳层等超固结土为例,论述了它们形成的地质历史;形成过程中的成土作用及垂向变化特征。结论是堆积后风化淋滤作用是造成上述超固结性土的主因,其次是上覆土层的自重压密。

黄河口快速沉积海床土固结过程研究

黄河高含沙量,水体在弱潮陆相河口入海时,80%泥沙在河口附近快速堆积。目前,黄河口快速沉积物的固结过程尚不清楚。在黄河刁口流路三角洲叶瓣潮坪上,现场取土配置黄河口快速沉积形成的流体状堆积物,研究快速沉积的粉质土海床固结过程。利用静力触探、十字板剪切试验、孔隙水压力监测等原位土工测试手段,实时测定快速沉积的海床土强度变化和孔隙水压力消散过程。研究发现:黄河口快速沉积的粉质土固结速度很快,超静孔隙水压力消散比理论计算值快;正常固结完成后,强度随时间的发展依然不断增加,沿深度方向则发生非均匀增长,呈现与原状土体类似的似超固结状态。该固结状态的形成主要受胶结作用和沉积环境的影响。

交通荷载作用后粉质黏土不排水强度特性试验研究

利用动三轴仪,对京津高速铁路沿线典型的饱和粉质黏土经历交通荷载长期作用前后的强度进行对比试验,研究排水条件、施工扰动及超固结等因素对土体振后不排水强度的影响。研究结果表明:长期交通荷载作用下产生的累积轴向应变和孔压均可作为试样结构破坏程度的表征,且存在临界值。当应变或孔压超过其临界值时,振后强度会发生衰减。若施工扰动破坏了土体天然结构性,两者的临界值均将大大降低,地基振后强度均发生衰减,且衰减程度也比天然地基大。地基中存在良好的排水途径将有效提高正常固结地基振后承载能力;交通荷载的往复作用及排水条件对预压处理后的超固结地基强度影响较小。

循环荷载下饱和黄土不排水强度退化规律试验与理论研究

循环荷载作用下饱和黄土的不排水抗剪强度会出现退化。退化主要由两方面的原因引起:一是超孔隙水压力的产生而导致有效应力的降低;二是塑性残余变形的累积导致土体内部结构发生了改变。首先基于静三轴不排水剪切试验结果,提出了饱和黄土不排水强度比随超固结比以及初始剪切变形变化规律的拟合公式。在此基础上,引入似超固结比的概念来考虑超孔隙水压力的影响,应用拟合公式来考虑剪切变形的影响,最终推导出了饱和黄土不排水强度的退化公式,与试验结果的对比证明了理论公式预测结果的合理性。

循环温度荷载引起的饱和粉质黏土的超固结效应

对正常固结的饱和粉质黏土试样进行升温-降温过程的室内热固结试验,温度变化过程为25℃→75℃→25℃→75℃….温度循环变化过程中不允许试样排水,而当温度稳定后进行排水固结,进而得到整个温度循环过程中的孔隙水压力消散以及固结体应变变化过程.在初始温度下（25℃）,对另外一些试样施加较大的固结压力完成初始固结,然后再卸荷至较小的固结压力,形成不同超固结比土样（OCR=1,2,3,4）,并进行升温-降温（25℃→75℃→25℃）的热固结试验.基于以上试验,建议了一个循环温度荷载作用下正常固结土和超固结土样的似超固结比的估算方法.研究表明,无论是正常固结土样还是超固结土样,在经过多次温度循环荷载作用后,会呈现为明显的超固结效应.而在相同的循环次数下,温度荷载作用引起的超固结效应随围压的减小而更为明显.

饱和粉质黏土静剪强度与振动后静剪强度对比研究

针对黄河下游冲积流域分布的大量粉质黏土,利用动、静三轴仪,研究了试样在振动荷载作用、不同围压、超固结比下的静抗剪强度变化。研究表明:振动荷载作用后,试样呈现出类似超固结土的现象,对比振动前的静抗剪强度发现,当似超固结比小于1.25时,振动对试样的抗剪强度影响较小;当似超固结比大于1.25时,抗剪强度迅速衰化,而破坏孔压比呈现出先减小而后增大的特征。在不同超固结比作用下,对比卸载后相同围压的静抗剪强度可得,超固结比与抗剪强度呈指数增长关系,而似超固结比对抗剪强度的提高要强于超固结比;随着似超固结比、超固结比的增大,试样的抗剪强度比均有所增加,当工程中缺乏动力试验条件时,采用超固结比评价经过动荷载作用的地基强度变化是偏安全的。

荷载水平和孔隙比对土次压缩性质影响研究

开展砂土和黏土的次压缩试验,比较了砂土和黏土的次压缩性质,分析了土的次压缩系数与荷载水平和孔隙比之间的关系。研究结果表明,土的次压缩性质不仅与荷载水平有关,还与孔隙比密切相关。相同荷载水平条件下,孔隙比越大,次压缩系数越高。此外,通过次压缩系数-荷载-孔隙比的一般关系解释了荷载水平、应力历史和超载预压对土次压缩性质的影响。

冲击荷载作用下饱和软粘土强度计算方法

本文首先分析了形成历史对似超固结土强度的影响，其次提出冲击荷载作用下软土不排水抗剪强度的预测公式，包括多遍冲击及部分排水条件的情形。

考虑软黏土流变效应的静压桩长期承载力计算方法

针对软黏土流变效应引起土体的体积压密,使其强度随时间逐渐提高,从而软黏土中的静压桩在桩周超孔隙水压力消散后承载力仍持续增长的问题,在考虑静压桩的沉桩效应和桩周土初始固结的基础上,采用双曲线型函数描述桩侧和桩端的荷载传递特性,结合荷载传递法推导承载条件下桩周土的应力状态.在此基础上,根据流变模型和桩周土体的受力状态,采用拟似超固结比的变化模拟桩周土体的流变行为,分析桩周土体长期流变过程中力学特性的变化规律,提出软黏土中静压桩长期承载力的理论预测方法.通过现场静载荷试验对本文解答进行验证,研究软黏土中静压桩长期承载力随时间的变化规律,并探讨土体参数对静压桩长期承载力的影响.结果表明:软黏土中静压桩承载力的长期时效性主要来源于桩身下部侧摩阻力随桩周土流变的发展,承载力在流变初期增长迅速,随流变时间发展速率逐渐变缓,且流变系数和回弹系数越大的土层中承载力的增长较为显著.该计算方法可为上部结构拆除后旧桩的承载力确定及其再利用提供参考.

动荷载后黏性土静力性质研究进展

针对国内外关于动荷载后黏性土的静力性质的研究进行了概括和评述。重点讨论了循环荷载后试验研究和循环荷载后黏性土性质的理论分析。总结了循环荷载后黏性土表现出似超固结性质。基于循环荷载后与卸载后具有相似的超固结性质的假设,论述了不同研究者建立的循环荷载后强度、模量与似超固结比、孔压等之间的理论关系。