两种类型吹填场区地基土的次固结特性试验研究

利用单向固结仪,对天津滨海中心渔港地区真空预压处理后和未处理两种类型吹填场地的地基土进行一系列一维压缩次固结试验,获得应变、应力、孔隙比和时间关系,对比分析其次固结特性及其影响因素。结果表明:随着荷载的增大,次固结系数Ca先增大后减小,其中已处理土样Ca增长幅度很小,增长了14%;未处理土样Ca则大幅增长了11倍;次固结系数随含水率增大呈上凹形非线性增长,与压缩指数呈良好的线性关系,随时间的增加均呈对数下降趋势。次固结特性受土样高度和排水条件影响明显。所提出的适用于吹填场地基土特性的次固结系数模型及变形预测方法简便实用。通过与试验结果的比较,表明基于该模型计算的Ca值和次固结变形量均拟合较好,能够较好地模拟吹填场地基土的变形特性。

吹填场区软黏土地基的次固结特性研究

针对天津中心渔港吹填场区软黏土地基进行了一系列的固结压缩试验,获得应力、应变与时间的关系,对比分析了吹填土层和天然沉积土层的固结和次固结特性,为吹填场区软黏土地基变形模型建立及长期工后沉降预测提供理论依据。研究表明,吹填土和天然沉积土的应变速率与时间双对数曲线具有很好的线性相关性;处理后吹填土含水率和压缩性较低,天然沉积土含水率和压缩性高;随荷载P增大,吹填土的次固结系数Ca变化不大,天然沉积土的次固结系数Ca先增大后减小,最终趋于稳定;次固结系数Ca与压缩指数Cc具有良好的线性相关性,其随时间的增加均呈对数下降趋势。

矿区深厚土层的高压固结与次固结特性

实验表明，深部土层的先期团结压力与土层沉积的历史有关；土的团结系数和渗透系数均随压力的增大而减小，并在高压下趋于稳定；当压力小于先期团结压力时，土的次团结系数与压力关系不大；当压力大于先期固结压力时，次团结系数随压力的增大而增大。

鲁西黄河冲积土次固结特性试验研究

以黄河冲积土为研究对象,通过三组一维次固结变形试验研究其次固结特性,即相同加载比正常固结、超载预压固结和不同加载比正常固结三组试验。分析发现:黄河冲积土的次固结系数与固结压力大小相关,离散性大,均值较其他地区小;受超载预压的土,其次固结特性受影响较大,次固结系数减小;相同加载比的压实黄河冲积土,次固结系数与压缩指数之间存在较好的线性关系。三组试验的lnP/lnC_a与lnP之间都有很好的直线关系,拟合出了相关公式;并给出了常数A、B的取值推荐方法。给出了次固结系数C_a的取值建议。利用经验公式和实际沉降值进行比较,验证了理论的正确性。

吹填土次固结特性试验研究分析

对滨海地区真空预压处理后和未处理吹填土进行一系列一维压缩次固结试验研究,获得应变、孔隙比与时间的关系,对比分析其次固结特性,为今后解决围海造陆工后沉降问题提供试验依据。结果表明:吹填土的次固结变形与土样高度及排水条件有关。双面排水条件下土中弱结合水容易排出,最终变形高于单面排水;加高后6cm试样最终变形明显低于2cm试样,相同排水条件下二者相差2.2倍;经过真空预压加固处理的土体结构性受到破坏,排水过程结束后土体直接进入次固结阶段,其次固结变形量低于未经处理吹填土。

水泥改良软土次固结变形特性试验研究

人工配制不同水泥掺量的水泥土,进行一维固结蠕变试验,研究水泥掺量对水泥土次固结特性的影响;测定水泥土吸附结合水含量,确定吸附结合水含量与水泥掺量的关系,探究水泥对软土次固结特性的影响机制。研究结果表明,水泥土的结构强度随着水泥掺入比的增加而增大,水泥掺入比低于10%,其增速缓慢;超过10%,增速明显。水泥土的主固结时间几乎不受固结压力影响,随着水泥掺入比增大明显减小。水泥改良软土的次固结系数C_(α)与固结压力p的关系曲线在结构强度附近存在峰值点,起始阶段,次固结系数随着固结压力增加逐渐增大;超过峰值后,随着固结压力增加先是明显减小,最后逐渐趋近于基本不再变化的常数。施加的固结压力低于水泥土的结构强度时,e-lg t关系曲线近似呈直线,主、次固结界限模糊,主、次固结划分点难以确定;超过水泥土的结构强度时,e-lg t关系曲线呈反S形,固结压力越大,线形特征越明显,主、次固结分界点越清晰。水泥土的次固结系数C_(α)与压缩指数Cc的比值近似为一常数,水泥土的C_(α)/C_(c)值明显低于原状土,几乎不到原状土C_(α)/C_(c)值的一半,C_(α)/C_(c)值与水泥掺入比aw呈线性递减关系。水泥土的吸附结合水含量Wg与水泥掺入比aw呈良好的线性递减关系,水泥掺量增加,吸附结合水含量变小,结合水膜变薄,流变相物质体积占比相应减少,改良后的软土随着流变相物质的减少,整体性质呈现出次固结特性变弱的趋势。

结合水对软土次固结特性的影响机制研究

结合水对软土的工程特性具有重要影响,为研究结合水对软土次固结特性的影响机制,选取天津软土为研究对象,开展了结合水的等温吸附试验及原状土和不同结合水含量下重塑土的固结蠕变试验。从结合水角度对原状土的固结蠕变特性进行了探讨,并就结合水类型及含量对重塑土蠕变特性的影响机制进行了研究。研究结果表明:等温吸附试验中90%相对湿度节点为土中强、弱结合水的界限,98%相对湿度节点为弱结合水和自由水的界限;相应的,土中强结合水吸附量为13.2%,弱结合水吸附量为22.6%;另外,水化中心的改变导致强结合水阶段吸-脱附过程之间存在明显的滞后效应。原状土固结蠕变过程中,当固结压力p>400 kPa后,土体的次固结受弱结合水控制,此时结合水排水比自由水困难许多,这是原状土次固结系数在400 kPa后开始逐渐减小的原因之一;原状土在整个固结蠕变过程中排出了12.1%的自由水和9%的弱结合水,没有强结合水排出。在强结合水范围内重塑土的次固结变形及次固结系数对结合水量的变化并不敏感,进入强、弱结合水共存状态后,结合水量对重塑土次固结的影响逐渐显现出来,次固结变形量及次固结系数随含水量的增加呈现加速增加的趋势,说明弱结合水是软土固结蠕变的主控因素。

云桂铁路原状膨胀土压缩特性试验研究

以云桂铁路弥勒膨胀土为研究对象,通过取原状膨胀土开展一维固结试验,研究了弥勒膨胀土的压缩特性、超固结特性及次固结特性。研究结果表明：弥勒膨胀土属于中等压缩土,其压缩系数随固结压力的增大而减小,曲线呈负指数变化特征；弥勒膨胀土地基15 m深度范围内具有超固结特性,其超固结比OCR为3.14～0.99,OCR 沿地基深度方向呈衰减变化；弥勒膨胀土具有明显的次固结特性,其次固结系数Cα随固结压力的变化而变化,次固结系数Cα与压缩指数Cc的比值基本是一个常数,Cα/Cc≈0.0218。试验及结果分析对铁路工程建设具有一定的指导意义。