滇池湖积相泥炭质土中三轴深搅桩加固作用探讨

采用三轴深搅桩进行地基加固及防渗处理是常用的工程技术措施,但在有机质含量高的泥炭质土中应用效果如何,何种施工工艺能够满足工程需要,如何进行加固效果检验等问题,还需要进行研究分析。本研究经对有机质土及泥炭质土的湖相沉积软土地层进行三轴深搅止水帷幕施工后,采用多种方法进行施工效果检测,结果表明:(1)场地内原厚度达7 m的泥炭质土已基本被其下部的粉土、黏性土置换后与水泥浆均匀拌和,止水效果良好;(2)浅部的水泥搅拌桩芯土抗压强度指标比深部略低。通过对滇池湖湘沉积软土中三轴深搅桩的施工工艺及质量检测的分析,可为以后类似工程提供经验和借鉴。

云南泥炭质土层劲性复合桩承载力特性研究

泥炭质土作为云南地区特有的土质,是一种特殊的软土地基,这使得桩基的选择成为重中之重。劲性复合桩作为一种新型组合桩型,是利用水泥土桩内部插入相应芯桩组合而成,对整体承载性能有很大提升,并且对软土地基处理有着良好的效果。本文通过室内模型试验,研究不同芯桩长度及不同截面大小的劲性复合桩的荷载—沉降曲线、桩身轴力及桩身侧摩阻力,得出劲性复合桩在荷载作用下的承载特性。试验表明:劲性复合桩荷载沉降曲线呈“缓降”型,表现为大直径桩的承载特性;芯桩承担主要荷载,轴力与摩擦力在芯桩底端截面处发生突变。

深厚泥炭质土软基条件下的老码头改扩建

泥炭质土因其有机质含量高、含水量高、压缩性高、强度低、固结慢等特点,加固处理难度较大,严重危害工程安全。依托某境外老板桩码头改造项目,针对其存在深厚泥炭质土软基、堆场面积狭小、老码头结构破损严重、改造空间受限、边改造边运营等突出特点,拟定多种改扩建平面和结构方案。从码头运营、结构可靠性、经济性和施工难度等方面分析各方案优缺点,最终提出适应深厚泥炭质土软基条件下老码头改扩建工程的推荐方案,并分析了施工过程中关键技术难点及注意事项,可为类似工程提供借鉴。

泥炭质土层劲性复合桩承载性能试验研究

泥炭质土作为云南地区特有的土质,是一种特殊的软土地基,这使得对于桩基的选择成为重中之重。劲性复合桩是一种利用水泥土桩内部插入相应芯桩组合而成的新桩型,对承载性能有很大提升,并且对软土地基处理有良好的效果。本文通过室内模型试验与Midas GTS NX有限元数值分析,研究不同芯桩长度及不同截面大小的劲性复合桩的荷载-沉降关系。试验表明,劲性复合桩在泥炭质土层中具有大直径桩的特性,荷载-沉降曲线均呈“缓降”型;芯桩承担主要荷载,芯桩扩大12%面积,沉降位移下降8%左右,芯桩长度增加33%,沉降位移减少20%左右。

循环荷载作用下昆明泥炭质土累积变形试验研究

通过DDS-70型动三轴试验对昆明泥炭质土在不同动应力幅值、固结比、围压和加载频率条件下的累积变形进行研究。研究结果表明:泥炭质土累积变形总体发展规律与一般软黏土的变形总体发展规律相同,即当动应力幅值越大、围压和加载频率越小时,累积变形越大,发展越快。当固结比K_c≤1.50时,累积变形随固结比增大而增大。泥炭质土的累积变形发展模式主要由动应力幅值和固结比共同决定,是外部动荷载和地基土静偏应力水平的综合反映。相比于一般软黏土,泥炭质土的初期累积变形增长速度更快,且达到累积变形破坏时的临界动应力小得多,泥炭质土的累积变形破坏更具有易发性和突发性。对于下卧土层为泥炭质土的地铁工程,当K_c≤1.50,且动应力σ_d≥60 kPa时,泥炭质土累积变形为破坏发散型,为保证其长期服役性能,应避免使泥炭质土处于这种不利的受力状态。

泥炭质土K0固结不同开挖路径应力-应变关系研究

基坑开挖过程中不同部位的土体会因不同的卸荷力学行为而表现出动态的破坏特性。为研究基坑土体开挖过程中复杂的卸荷应力路径,利用TSZ-1S应力控制式三轴仪分别对湖相沉积的泥炭质土进行固结不排水及K0固结下的加、卸荷试验,并按侧向、轴向、轴侧向同时卸荷等不同卸荷条件制定试验方案,模拟基坑开挖过程中不同部位土体卸荷路径下的应力-应变曲线、卸荷剪切破坏时的强度及初始切线模量等的变化规律。试验结果表明:土体的应力-应变特性与应力路径密切相关,各路径下应力-应变曲线都近似呈双曲线型;卸荷剪切破坏时强度明显低于加荷破坏。对不同卸荷路径下初始切线模量(E_(i))的研究发现,E_(i)受侧向卸荷影响较大,卸荷后E_(i)有所提高,轴向卸荷对其影响较小。对各应力-应变曲线进行归一化处理,构建了考虑不同归一化因子的归一化方程,以该方程为基础对不同应力路径下的泥炭质土进行归一化处理,并对结果进行了验证,效果良好。本研究可为泥炭质土场地上基坑在不同卸荷路径下的变形参数和本构关系的研究提供参考。

冻结泥炭质土分数阶蠕变模型参数确定及验证

人工冻结法是在泥炭质土地层中施工的一种有效方法。为了更加准确地预测冻结泥炭质土的蠕变规律,以昆明地区泥炭质土为研究对象,配制了3种含水率的重塑试样,进行低温条件下的单轴抗压和单轴蠕变试验。在得到土体强度与冻结温度、含水量间的关系的基础上,引入分数阶微积分算子构建了人工冻结泥炭质土分数阶蠕变模型,并通过联立方程组的方法求得各项模型参数。研究结果表明,该模型可以较好地描述冻结泥炭质土在低应力水平下蠕变随温度、含水率的变化规律,计算结果与试验数据之间拟合度好;所建模型参数较少、易于确定且物理意义明确。该模型为淤泥质土层人工冻结壁变形计算提供一种有效方法。

泥炭质土地基流变非线性沉降计算

泥炭质土是一种特殊的区域性软土,其上建构筑物易产生较大工后沉降,对建构筑安全影响很大。将其沉降分为三个部分:侧向变形引起的沉降、侧限条件下产生的沉降及次固结沉降,根据邓肯-张本构模型建立压缩模量与割线模量间关系,结合广义胡克定律推导式,计算得到侧向变形产生的沉降。分别利用e-p、e-lgp及e-lnp曲线计算土压缩模量,用分层总合法计算侧限条件下的沉降。对泥炭质土进行高压固结蠕变试验,通过邓肯-张模型概念得到割线模量,并对原始五元件流变模型进行非线性改进,再引入修正系数φs对原始五元件流变模型及非线性模型进行修正;用修正后的两模型对蠕变试验曲线进行拟合,发现修正原始模型拟合效果极差,修正非线性模型拟合的相关系数都大于0.9,并得到适合描述泥炭质土蠕变的本构方程;最后采用修正后的两模型,结合分层总和法计算次固结沉降。研究结果表明泥炭质土最终沉降计算结果与实际调查结果吻合,验证了计算结果的合理性,也为泥炭质土的沉降计算提供了计算理论及能反映其蠕变特性的本构模型。

六盘山西麓泥炭质土及其利用研究

为科学合理利用六盘山西麓泥炭质土,发挥其科研等经济社会生态价值,在六盘山西麓泥炭地质调查取得的成果基础上,对该区泥炭质土形成的现代自然条件、分布特征、成因类型及理化性质展开研究,同时采用该区泥炭质土的孢粉测试数据进行系统分析,重点研究了该区全新世不同时期古植物群落发展状况及其对应的古地理环境。发现该区泥炭质土不仅可用作土壤改良材料及饲料添加剂,而且在古地理环境记录方面具有巨大的潜在科研价值,认为该区泥炭质土应以科学研究作为其主要研究方向,并加以保护。

渗流作用对泥炭质土基坑结构力学与变形行为的影响

依托昆明市某泥炭质土基坑工程,分析渗流作用对开挖过程中泥炭质土基坑结构力学与变形响应的影响。借助数值软件Geo Studio建立了泥炭质土基坑结构二维数值模型,对SIGMA/W模块和SEEP/W模块进行了耦合,以研究渗流-应力耦合作用下基坑结构力学与变形特征;分析了止水帷幕长度对基坑结构渗流场的影响;对比了考虑与不考虑渗流作用时排桩弯矩、排桩侧向变形和基坑内外竖向变形的差异。研究结果表明:增加止水帷幕长度可延长渗流路径,继而改变基坑结构力学与变形响应;每步开挖后前3 d渗流速度的降幅达70.9%以上;与不考虑渗流作用相比,考虑渗流作用时基坑外地表沉降与排桩侧向变形更大,且基坑变形的影响范围更广,对周围环境的威胁更大。

水泥-磷石膏改良泥炭质土动力特性研究

为了研究水泥-磷石膏的综合改良对昆明滇池地区泥炭质土动力特性的影响效果,基于前期已有的室内试验成果,对掺入不同含量水泥和磷石膏的改良泥炭质土进行室内动三轴试验,重点研究了其动力响应和强度特性在不同围压、加载频率、掺量、固结比、动应力幅值条件下所受的影响,分析了N=6振级下的滞回曲线变化规律以及XRD测试结果。研究表明,经改良后的泥炭质土动力特性有极大的变化。在仅掺入水泥作为主改良剂的基础上,刚度和弹性得到一些提升。之后加入磷石膏作为外加剂,二者综合作用下的提升效果更加明显,抗变形能力显著提升,土体能量消散能力降低,滞回曲线有明显向纵坐标轴偏转的趋势。由此说明相较于水泥的单一作用,水泥-磷石膏的复合作用对改良泥炭质土的土体刚度和弹性有着更加显著的提升作用,极大地提升了抗震性能,改良后的泥炭质土可以更好地应用于相关的实际工程。

水泥/玄武岩纤维复合固化剂分别对泥炭质土静力特性的影响

为了研究单掺水泥及复合固化剂(由水泥、生玄武岩纤维、石灰和生石膏组成)对滇池地区高原湖相泥炭质土静力特性的影响,对不同掺量水平下的水泥改良土和复合固化剂改良土进行静三轴不固结不排水剪切试验,研究了两种改良土的三轴应力应变关系与抗剪强度变化规律。研究表明:随掺量的增加,两种改良土的主应力差峰值强度增大;当掺入复合固化剂的质量分数为15%时,相比5%、10%两个掺量水平,复合固化剂改良土的三轴应力应变关系由“应变硬化型”转变为“应变软化型”,且抗剪强度显著提升;当改良土的内部结构发生破坏时,水泥改良土的抗剪强度有较大损失,而复合固化剂改良土仍保持较高的抗剪强度。

冻结滇池泥炭质土剪切力学特性影响试验及其本构关系

为了研究泥炭质土的剪切强度特性和本构关系,通过现场取土,基于室内三轴试验设备,分析了对不同冻结温度下冻结泥炭质土的力学性能变化以及本构关系。分析结果表明:(1)冻结重塑泥炭质土破坏形态随着含水率增加而改变,塑性变化转变为脆性变化特征;(2)昆明滇池重塑泥炭质土偏应力-应变曲线呈现应变硬化型,改变影响因素(含水率、围压、冻结温度)时偏应力峰值发生明显变化,且变化趋势呈线性;(3)冻结温度-5℃、含水率49%的冻结重塑泥炭质在不同围压下求取的内摩擦角为29.17,黏聚力121.91 kPa;(4)对基于邓肯-张模型且考虑不同影响因素(含水率、围压、冻结温度)的冻结滇池重塑泥炭质土进行参数确定,建立不同影响因素下的相关本构模型;(5)本构模型理论数值与实际试验数值进行对比,验证了本构模型的合理性,计算冻结重塑泥炭质土的破坏比数值处于0.817-0.922,本构模型可靠度较高。

泥炭质土中有机质含量对泥浆性能的影响研究

钻孔灌注桩在特殊地层施工时,泥浆的性能是维持钻孔稳定的关键因素之一。本研究以云南某房地产项目桩基施工使用泥浆护壁钻孔灌注桩为工程背景,进行室内试验配置,探究不同有机质泥炭质土对护壁泥浆比重、粘度、胶体率、失水率、泥皮厚度、pH值等指标性能的影响。通过试验发现:(1)泥炭质土介质的存在会使得膨润土泥浆产生失水量增大、胶体率降低、泥皮性状变差等不利作用;(2)泥浆“受损”程度受到泥炭质土中的有机质含量的影响,当有机质含量越高时,对护壁泥浆的“不良作用”就越大,使泥浆的各项性能指标发生显著改变;(3)泥炭质土介质下泥浆性能发生改变降低混凝土桩身强度。

昆明泥炭质土动剪切模量与阻尼比的试验研究

利用DDS-70型动三轴仪开展了昆明盆地泥炭质土的动力学参数试验研究,分析了不同围压、固结比、振动频率对泥炭质土的最大剪切模量G_(max)、动剪切模量G_d、剪切模量比G_d/G_(max)及阻尼比λ的影响规律。试验结果表明:泥炭质土的G_(max)随围压和固结比呈线性增大。随着剪应变dg的增大,泥炭质土的G_d减小,λ增大,当剪应变较小时,变化幅度较小,剪应变增大到一定程度后,变化速率加快。相同剪应变下,G_d随着围压和固结比的增大而提高。不同围压、固结比及振动频率下的G_d/G_(max)变化较小。围压、振动频率对λ的影响较为明显,而固结比对λ的影响没有明显的倾向性。根据试验结果,建立了考虑围压和固结比影响的G_(max)回归方程,采用Davidenkov模型及依据阻尼比与剪应变的经验关系,得到了泥炭质土的动剪切模量比及阻尼比模型,拟合结果显示,建立的模型能较好地描述泥炭质土的模量阻尼比随剪应变的变化规律。进一步对比分析了不同地区泥炭质土以及不同土类的模量阻尼比特性的差异性。

分级加载条件下泥炭质土滞回曲线演化规律试验研究

针对目前泥炭质土滞回特性研究缺乏的现状,通过一系列不同围压、固结比、加载频率等条件下的分级加载动三轴试验,采用滞回圈的整体斜率k、中心偏移距离d、包围面积S等参数定量分析昆明泥炭质土滞回曲线的形态特征、影响因素及其演化规律,并与其他土进行对比。研究结果表明:泥炭质土滞回曲线呈长梭形,k即土体刚度随动载振幅呈对数关系衰减,随围压、固结比增大而增大,加载频率对k影响较小;d即土体塑性变形量和S即能量耗散在初始加载阶段增长缓慢,后随动载振幅以指数关系快速增长;加载频率和围压越小,d和S越大;对泥炭质土塑性变形而言,存在某一临界固结比,且非等压固结条件下(K_c≠1.0)塑性变形明显比同振级等压固结条件下(K_c=1.0)的大;围压、加载频率(1~5 Hz)对d和S影响较显著;与海洋软土等相比,泥炭质土对动载振幅和加载频率更加敏感,塑性变形和损伤更容易累积。

循环荷载作用下泥炭质土的动变形特性试验研究

泥炭质土是一种具有明显区域性的特殊土。通过一系列不同围压、固结比、加载频率等条件下的分级加载动三轴试验,研究了昆明泥炭质土在循环荷载作用下的动变形特性。从动骨干曲线、应力-应变滞回曲线和动弹性模量等方面重点分析了围压、固结比、加载频率对泥炭质土变形特性的影响。试验结果表明:泥炭质土的动应变随动应力幅值非线性增长,且存在某一临界动应力,当动应力幅值达到临界动应力值后,应变急剧增长,土体结构发生破坏;围压对泥炭质土动变形的影响最为显著,固结比次之,加载频率最小;固结比对泥炭质土动变形的影响程度依赖于围压,围压越大,固结比的影响越明显;相同循环振级下,泥炭质土的弹性变形随围压和固结比增大而减小,加载频率愈低,土体的弹性变形愈大;随着循环振次的增加和振级水平的提高,泥炭质土刚度逐渐下降,塑性变形产生并累积增长,围压和固结比越大,加载频率越低,泥炭质土的塑性变形越大。

泥炭质土层盾构施工扰动引起隧道长期沉降的研究

为了研究泥炭质土层盾构施工扰动引起隧道的长期沉降问题,将隧道周围土体视为连续、均质、各向同性的饱和黏弹性介质,采用五元件模型描述泥炭质土的流变特性,耦合Terzaghi-Rendulic二维固结理论,建立了隧道衬砌在完全不透水的情况下,盾构施工扰动引起周围土体超孔隙水压力消散的控制方程。采用分离变量法、保角映射、Laplace变换及逆变换等数学方法对该控制方程进行求解,得到了隧道周围土体超孔隙水压力消散的解析解,最后对土体的竖向应变进行积分获得了隧道长期沉降的计算公式。结合一工程算例分析了昆明泥炭质土层超孔隙水压力消散及隧道长期沉降的变化规律,研究结果表明:与上海软黏土相比,在初始阶段泥炭质土层中超孔隙水压力的消散速度较快,然后迅速变缓并趋于稳定。泥炭质土层中隧道的长期沉降持续时间更长且沉降量更大,在900 d的时间内隧道沉降趋于稳定,其累积沉降量约高达150 mm。此外,昆明泥炭质土的流变特性显著,如将土体中超孔隙水压力消散90%作为主固结沉降的完成时刻,则土体次固结沉降约占隧道总沉降量的36%,是隧道长期沉降中不可忽视的一个重要组成部分。

安嵩线草海段泥炭质土的特征及性质

规划中的安嵩线草海段拟采用盾构隧道工程下穿通过,泥炭质土是该段的主要工程地质问题。对安嵩线草海段泥炭质土的沉积环境、分布、特征及一般物理力学指标等进行了研究,并重点对第二层泥炭质土的特殊指标进行了分析。第二层泥炭质土具有压缩性大、固结度差、抗剪强度及无侧限抗压强度偏高、灵敏度低、动强度低、动剪切模量比偏大、阻尼比偏小等特点,对盾构隧道工程影响较大,易引起较大的沉降及不均匀沉降、抗震性能差,因此方案及措施的选择应充分考虑泥炭质土的特殊性。

昆明泥炭与泥炭质土对建筑地基的影响

详细介绍了昆明泥炭、泥炭质土的工程特性以及这种土对建筑地基的影响, 结合工程实例分析建筑工程发生工程质量事故的原因, 并提出了相应的防治措施, 为工程的设计、工程施工提供参考.