基于生化原理的砂土加固技术研究进展

基于生化原理的砂土灌浆加固技术是一种新兴的地基加固技术,具有投资少、维护费用低以及环境友好等优点,具有广泛的应用前景和显著的工程技术与经济价值。对基于生化原理的砂土加固技术在地基处理学科中的发展趋势进行了分析,总结了不同微生物在砂土中的生化反应机理、基于生化原理的砂土加固方法及效果评价和工程应用情况等,探讨了基于生化原理的砂土加固技术在地基处理工程中的应用前景及亟待解决的问题。

聚合物加固砂土的无侧限抗压试验及离散元分析

为了研究高分子聚合物加固砂土的压缩特性和加固机理,本文通过室内无侧限抗压试验,分析不同聚合物含量、不同砂土干密度条件下加固砂土的无侧限抗压强度特性,并结合数值试验,对比分析砂土的应力应变曲线、破坏形态、微裂缝扩展和能量演化特征。试验结果表明:加固砂土的无侧限抗压强度特性随着聚合物含量和干密度的增加有显著提高;加固砂土的抗压强度在固化剂含量为4%时达到最大值812.67kPa;在干密度达到1.60 g/cm^(3)时,加固砂土的抗压强度达到最大值411.13 kPa。加固砂土的弹性模量和韧性随着聚合物含量的增加呈线性增长。聚合物形成的网状结构改善了粒间微结构;随含量的增长,微裂缝的数量和能量特征值均呈非线性增长。

纤维-水溶性聚合物加固砂土抗剪强度特性试验研究

为了解纤维-水溶性聚合物的抗剪强度和砂土的破坏机理,通过一系列直剪试验和数值模拟,研究了不同水溶性聚合物含量和纤维含量条件下加固砂土的剪切强度特性,分析了加固砂土的抗剪强度特性及其参数变化和破坏特征。试验结果表明:加固砂土的抗剪强度特性随水溶性聚合物含量和纤维含量的增大而显著提高;水溶性聚合物和纤维的掺入提升了加固砂土的黏聚力,但对内摩擦角的影响较小;当纤维含量为0.8%时,水溶性聚合物含量从1%增大至4%,加固砂土的抗剪强度增强了55.58 kPa;当水溶性聚合物含量为4%时,纤维含量从0.2%增大至0.8%时,黏聚力增加了32.69 kPa。聚合物和纤维含量的增大促进了复合砂土各组分之间的联合,增强了加固砂土的整体性,提升了土体的稳定性。

碎石桩加固液化砂土孔隙水压力变化

通过振动台对未加固与碎石桩加固的液化砂土的宏观表现及孔隙水压力曲线、孔压比曲线比较,得到碎石桩加固液化地基土不仅有挤密增强土体抗液化效果,而且随着排水,土体强度也在逐渐增强。说明工程实际中碎石桩加固液化土只考虑挤密过于保守。

耐盐芽孢杆菌对砂土黏结强度加固作用的影响试验

为了研究耐盐芽孢杆菌对砂土黏结强度加固作用的影响效果,本文对耐盐芽孢杆菌液与无活性的耐盐芽孢杆菌液分别处理过的砂样进行固化效果对比,以及对养护了7d、14d、21d的固化砂样进行自由落体试验,收集其主要碎块胶结体进行对比,最后再对养护了7d、14d、21d和28d的固化砂样进行直剪试验。对比试验结果表明经耐盐芽孢杆菌处理过的砂土的固化效果显著;自由落体试验收集的主要碎块胶结体,发现随着养护时间的增长,胶结体体积也开始增大,表明经耐盐芽孢杆菌处理的松散砂土胶结效果显著;固化砂样的直剪试验结果表明,经耐盐芽孢杆菌处理的砂样最大剪切力在前14d有显著的增加,14d到28d的增加变得缓慢。

考虑砂土压密特性的劈裂注浆机理分析

砂土自身压密特性对浆液扩散形态具有显著的调控作用,“浆-土”耦合效应下的劈裂注浆机理分析需妥善考虑砂土的压密特性。通过调整黏性土含量与初始含水率,对砂土压密特性进行了试验研究。试验表明黏性土是影响砂土压缩变形的重要因素,黏性土含量低时砂土内部形成砂骨架,砂层整体抗压缩性较强;黏性土含量超过临界值后,砂土内部难以形成有效抵抗外荷载的骨架体,砂土可压缩性发生质变。基于二次函数模型对砂土非线性压密过程进行描述,模型采用砂土初始压缩模量Es0和终级荷载下的极限应变εu进行表征,可准确应用于“浆-土”耦合效应下的注浆设计计算。注浆条件相同的情形下,劈裂通道宽度随黏性土含量增加而增加,浆液扩散半径及压力随黏性土含量增加而减小。在相同注浆终压条件下,浆液劈裂扩散极限距离与黏性土含量呈正相关特性。该研究结果可为堤防、桩基等砂土场地工程建设提供科学指导。

微生物加固砂土弹塑性本构模型

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种利用环境友好的微生物加固岩土体的新方法。试验结果表明,MICP加固砂的刚度,强度和剪胀性增强,可压缩性降低。针对MICP加固砂土的力学特性和变形特征,在临界状态土力学理论框架下,采用非关联流动法则,建立了微生物加固砂土的状态相关弹塑性本构模型。在新的胶结退化准则中,将胶结退化速率与塑性应变的累积和固结围压建立关系。微生物加固砂土三轴排水剪切试验的模拟结果表明所建立的本构模型可以较好地描述微生物加固砂土的应力-应变关系和剪胀行为,验证了模型的合理性。

微生物灌浆加固砂土堤岸研究进展

随着海岸侵蚀和海岸线后退,人类的生存和生活环境遭到威胁。目前常用的海岸防护措施极易遭到自然灾害破坏,不经济、不环保且耗费大量维修费用,而微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术可以显著改善土体强度、刚度、渗透性及抗液化性能,并且相比于传统土体改良工艺,其绿色环保、环境友好型特点更加符合可持续发展理念,在砂土体加固领域有着非常广阔的工程应用前景。系统地总结了国内外关于微生物法加固砂土堤岸的室内及现场试验研究的最新成果,并对微生物固化土体的力学特性进行了研究论述。

无填料振冲法加固砂土地基的施工效果检测

介绍无填料振冲法加固砂土地基的常用检测方法。根据广州港南沙港区一期工程吹填砂振冲加固处理的工程桩施工效果检测,分析其地基加固效果,对这一地基加固处理技术起到介绍推广的作用。

微生物矿化技术加固土研究现状综述

微生物矿化技术简称为MICP技术,是近年来发展起来的新兴技术。通过查阅国内外相关文献,系统地总结和分析了微生物矿化的作用机理以及国内外学者对矿化作用的研究情况。介绍了常见的用于处理不良地基土的微生物种类及其反应原理,调查了微生物在发生矿化作用过程中的影响因素以及经微生物矿化技术加固后土体最终力学性能测试的总结,并提出了研究建议。

强夯法在沙漠松砂地基加固中的应用

本文阐述了沙漠松砂地基的基本特性,并叙述了强夯法在沙漠松砂地基加固中的成功应用的全过程,可为类似工程提供参考。

振冲碎石桩在可液化地基加固处理中的应用

对振冲碎石桩加固处理砂土可液化地基的方法作了简要的介绍 ,并通过焦郑高速公路的实践 ,提出了振冲碎石桩的检测方法、施工参数、质量控制、注意的问题 ,为高速公路加固处理砂土可液化地基提供借鉴和帮助。

碎石桩加固液化砂土地基的数值模拟分析

该文采用三维有限差分程序FLAC3D(Fast Lagrangian Analysis of Continua)对未加固和碎石桩加固的液化砂土地基进行数值模拟,对其建立模型以及进行地震响应分析,得到碎石桩加固液化地基土模型的抗液化效果。经数值分析,证实了碎石桩具有显著的排水效果。同时与振动台试验数据相比较,论证了数值模拟结果的可靠性。

运用FLAC^(3D)对水泥土桩加固液化砂土地基的分析

该文运用三维有限差分软件FLAC3D(Fast Lagrangian Analysis of Continua)对水泥土桩加固的液化砂土地基建立模型并进行地震响应分析,从计算机数值模拟的角度对水泥土桩加固模型地基竖向位移、超静孔隙水压力、孔压比、剪应变增量、接触面剪力及表面加速度作了较系统地分析,总结了这些参数的变化规律,得到了一些有价值的结论,对实际工程有一定的指导意义。

非线性压密效应下砂土劈裂注浆机理研究

砂土中劈裂注浆是浆液与土体耦合作用的动态过程,浆液扩散具有隐蔽性、复杂性和随机性特征,劈裂注浆机理的研究目前仍亟待加强。通过侧限压缩试验对砂土的宏、微观结构特征、应力传递方式进行了探讨。结果发现:颗粒破碎度和黏粒含量是影响砂土压密效应的主要因素,颗粒破碎度与压密效应正相关,黏粒含量则与压密效应负相关。黏粒含量超过临界值后,砂土宏微观结构发生质变,非线性压密效应显著增强。基于二次函数模型对砂土非线性压密过程进行描述,模型采用砂土初始压缩模量E t和终级荷载下的极限应变εu进行表征,物理概念清晰且参数易于测定。砂土压密效应对浆液扩散距离、劈裂宽度及浆液压力分布均有显著影响,考虑砂土自身压密特性的劈裂注浆分析方法,可进一步深化对砂土劈裂注浆机理的认知。

振冲碎石桩单桩抗震液化性能数值模拟分析

振冲碎石桩是目前工程中用于处理饱和砂土液化地基最有效、最经济、最普遍的方式之一,但是饱和砂土地基上碎石桩的抗震液化特性还有待于进一步研究。采用三维有限差分程序FLAC^(3D)(Fast Lagrangian Analysis of Continua)结合某地区燃气-蒸汽联合循环电站的饱和砂土类地基工程对碎石桩加固前后的砂土地基进行了数值模拟,对碎石桩施工前后两种不同工况建立模型并进行地震响应分析,通过对碎石桩加固前后两种工况下饱和砂土地基超静孔隙水压力与超孔压比的变化进行对比分析证实了碎石桩在3倍桩径范围内具有良好的排水效应与显著的抗液化特性,使得实际施工中所遇到的最大液化深度达到12.7m的问题得到有效解决,为类似工程提供了借鉴。通过对碎石桩加固前后两种工况下的孔隙水压力及渗流矢量进行对比分析,证实碎石桩可以在加固后的地基内形成一个有效的排水通道,且具有显著的抗液化能力。

不同固化方式对碳酸酐酶矿化菌固化砂土效果影响研究

微生物诱导碳酸盐沉积（MICP）技术是岩土工程领域新兴的土体加固技术,通过选用产碳酸酐酶矿化细菌,分别采用混合注浆、分步注浆、浸泡法三种方法进行砂土固化,并对固化后的砂柱进行表观分析、直接剪切试验、酸洗法、X射线衍射试验（XRD）以及扫描电镜试验（SEM）来对比分析不同固化方式对固化砂土强度的影响。结果表明：混合注浆法固化效果最佳,抗剪强度可达20.01 kPa,样品均匀性最佳;分步注浆方式次之;浸泡法固化试件未完全成型,但碳酸钙沉积量最多,混合注浆法次之。三种不同方式固化试件中沉积的碳酸钙均为方解石晶型,呈球簇状沉积在颗粒间隙和表面。

振冲法在东墩排涝站液化砂土地基中的应用

简要介绍了振冲法的加固机理,以东墩排涝站液化砂土地基加固为例,分析了该方法在加固液化砂土地基时不加填料振冲桩的设计,按试桩施工情况,将不加填料振冲桩修正为加填料的振冲碎石桩,经施工后地基的检验,结果表明振冲碎石桩可有效消除砂土地基的地震液化问题。

振冲法的应用分析

振动水冲法(简称振冲法)是在软土地基中利用振动和水冲就地震制碎石柱,是一种快速加固软土地基的有效办法,在国外已有近半个世纪的发展历史,近几十年来在我国已广泛推广使用。振冲法开始用于加固砂土地基,50年代应用到粘性土中,其碎石桩直径为0.8～1.1米。根据国外试验结果,对软粘土或中等稠度的粘土,直径0.9米碎石桩,地基承载力可达150～300kPa。振冲法加固后的地基上相对密度能增至80％～90％,满足了抗液化及沉降要求。