预制桩施工过程中超孔隙水压力变化分析

为厘清沉桩过程中因挤土效应造成的超孔隙水压力变化情况,通过对施工过程中超孔隙水压力的监测数据进行分析。研究发现:距离沉桩位置越近,超孔隙水压力变化越大,消散越慢;随地层深度越深,超孔隙水压力变化越大,消散越慢;联系地层变化发现,位于砂层的超孔隙水压力消散的速度较其他土层更快。并针对以上规律,提出合适的超孔隙水压力的控制措施和监测方式,为指导实践、保障施工安全提供相应的理论依据。

盾构隧道施工引起的土体初始超孔隙水压力分布研究

盾构施工会对周围土体产生扰动,形成超孔隙水压力,引起工后固结沉降。运用应力释放理论推导与衬砌相邻的土体初始超孔隙水压力计算公式。假定扰动范围边界呈圆弧状,确定初始超孔隙水压力的分布范围;同时运用应力传递理论,推导分布范围内任一点土体的初始超孔隙水压力计算公式。通过对实测资料的分析可知,计算值与实测值吻合较好。算例分析表明,与衬砌相邻的土体初始超孔隙水压力呈近似圆形(顶部小、底部大);随着到衬砌的径向距离增加,土体初始超孔隙水压力呈凹曲线形状;隧道底部的等值线最密,即变化最快;隧道顶部上方土体、不同深度处土体初始超孔隙水压力,以隧道轴线处为最大,呈现类似Peck曲线形状。

粘性土覆盖层下土中超孔隙水压力的动力试验研究

以土-结构动力相互作用体系的模拟地震振动台模型试验为基础,考察了粘性土覆盖层下的粉土及砂土在模拟地震中的超孔隙水压力增长规律,及其震后的短期固结行为特征。分析了覆盖层下土体在地震中的超孔隙水压力发展特征机理,并探讨了影响超孔隙水压力发展的主要因素。

黄泛区路基强夯时超孔隙水压力变化规律试验研究

滨德高速公路所经地区主要由黄河冲积而成,场区地层以粉土和粉质黏土为主。在试验区不同地层深度处埋设孔隙水压力计,通过观测、分析强夯各个过程中超孔隙水压力的变化规律,得出以下结论:在2 000 kN.m夯击能的作用下,第1～2遍夯击时最佳夯击数为8～9击,第3遍夯击时最佳夯击数为6～8击;夯击后,浅层的超孔隙水压力基本均大于深层的超孔隙水压力,消散时间也相对较长,并且浅层孔隙水压力受夯击影响的水平距离较深层的大;在2 000 kN.m夯击能的作用下,强夯最大影响深度为8～9 m,有效加固深度为6～8 m,有效加固深度系数α=0.134～0.179;6～7 m深处孔隙水压力水平最大影响距离小于10 m,有效影响宽度基本为5～7 m。

静压桩引起的超孔隙水压力及单桩极限承载力预测

引入时间、深度参数 ,分析饱和软土中静压桩单桩引起的超静孔隙水压力 ,给出了超静孔隙水压力及其消散的准三维解析解。基于有效应力原理 ,从超静孔隙水压力的消散和桩周土的固结出发 ,结合桩土接触面的破坏形式 ,获得了考虑时间效应的单桩承载力的解析解 ,实现了对其任意时刻单桩承载力的预测。通过两个工程实例表明了计算方法的正确可行。

饱和软土单桩沉桩超孔隙水压力分析

通过分析工程桩沉桩过程中的实测资料,探讨了单桩桩周土体中产生的超孔隙水压力大小、分布规律及影响范围,得到桩周土中超孔隙水压力的分布随距离呈对数型衰减,影响范围约为30倍桩径。对实测值、理论值进行了比较,分析结果表明:从实测拟合直线中求得的塑性区半径代入圆柱孔扩张理论得到的估算值与实测值吻合较好。

超孔隙水压力对低塑性黏性土桩土界面抗剪强度的影响

研究黏性土中桩土界面的抗剪强度及其参数受超孔隙水压力影响的规律,对工程实践具有重要意义。利用自制的大型恒刚度直剪仪,完成了一系列不同界面粗糙度、不同试样含水率和不同剪切速率试验条件下的直剪试验,分析了在不同试验条件下超孔隙水压力变化规律,进而得到考虑超孔隙水压力的桩土界面抗剪强度及其参数的变化规律。研究结果表明:随着界面粗糙度等级提高,桩土界面超孔隙水压力减小,桩土界面抗剪强度、有效黏聚力和有效摩擦系数增加;随着含水率的增加,桩土界面超孔隙水压力增加,桩土界面抗剪强度降低,含水率对桩土界面抗剪强度的影响主要是改变了桩土界面的黏聚力,黏聚力先增大后减小,对摩擦系数的影响较小;特定试验条件下,随着剪切速率的增加,桩土界面超孔隙水压力增加,桩土界面抗剪强度降低,桩土界面黏聚力先增大后又减小,变化幅度不超过2 k Pa,对摩擦系数的影响较小。因此,桩土界面抗剪强度及其参数是界面粗糙度、试样含水率和剪切速率变化引起超孔隙水压力变化共同影响的结果,试验结果可供相关工程设计参考。

考虑半渗透边界的隧道周围超孔隙水压力消散解

通过引入衬砌半渗透边界条件,将Terzaghi-Rendulic固结理论和Burgers黏弹性模型相结合建立土体固结–流变耦合模型,采用复变函数解法推导出求解黏弹性介质中半透水隧道周围超孔隙水压力的消散表达式,并以上海地铁二号线某区间隧道为工程背景分析了不同衬砌透水程度对隧道周围超孔隙水压力消散与分布的影响规律。研究发现,随着衬砌与土体相对渗透系数的增大,隧道外壁处超孔隙水压力的消散速度不断增快;隧道周围土体距离衬砌外壁越远,其初始超孔隙水压力越小,土体的超孔隙水压力消散速度也越慢。

软土地基中单桩施工引起的超孔隙水压力

通过对桩基施工过程中实测资料的分析,探讨了沉桩时单桩周围土中产生的超孔隙水压力的大小、分布及影响范围,并与理论解进行了对比。还对桩-土界面处的超孔隙水压力进行了讨论。

利用孔压静力触探试验估算沉桩过程中产生的超孔隙水压力

分析了沉桩过程对桩周土的影响机理,介绍了利用孔穴扩张理论模拟得出的该过程中产生的瞬时超孔隙水压力的理论解。同时对孔压静力触探和沉桩进行了可比性分析,提出了用孔压静力触探试验来估算该超孔隙水压力的方法。最后通过工程实例把孔压静探试验得出的超孔压值、理论值以及现场实测值进行了对比,初步验证了利用孔压静探试验估算沉桩过程中产生的超孔隙水压力的可行性。

预制桩沉桩过程超孔隙水压力变化规律分析与研究

根据控制沉降设计理论,采用疏化桩间距的方法,在某高速公路深厚软基处理中设计并使用了带帽PTC管桩。本文探讨了PTC管桩在高速公路深厚软土地基处理中的适用性,介绍了PTC管桩的施工工艺及技术要求,现场监测了PTC管桩静压桩施工过程中产生的超孔隙水压力,并对监测数据进行了分析。为避免静压桩过程产生超孔隙水压力对周围环境的不良影响,提出了消除超孔隙水压力的一些措施,同时应用辩证观点,分析了可利用超孔隙水压力消散的有利条件,达到深厚软基二次固结处理的目的。

轴对称条件下层状弹性体超孔隙水压力的求解

利用积分变换和传递矩阵的方法推导了动荷载作用下路基路面层状弹性体超孔隙水压力轴对称问题的解析解。该方法概念清晰,公式简洁,易于应用。利用Laplace逆变换的数值方法,对层状弹性体的超孔隙水压力进行了分析与研究。

盾构隧道施工引起周围土体超孔隙水压力的分析

盾构隧道施工在推进过程中将不可避免地对周围土层产生扰动,从而在土体中产生超孔隙水压力,导致后期固结沉降。文章基于修正剑桥模型,采用应力路径法,对盾构掘进产生的超孔隙水压力的大小、扰动范围以及分布规律等进行了计算分析,从而得出了盾构施工引起的周围土体超孔隙水压力峰值;同时,通过考虑开挖面土舱压力、隧道中心处土体的静止土压力及土体粘聚力等因素的影响,确定了盾构施工引起周围土体超孔隙水压力的影响范围;在不考虑纵向渗流的前提下,根据达西定律原理推导得出了隧道周围土体超孔隙水压力的分布规律。结合算例分析表明:采用应力路径法得到的隧道周围土体超孔隙水压力的峰值与隧道的埋深呈线性关系;随着隧道埋深的增加,盾构施工对土体的扰动范围及超孔隙水压力的峰值都在不断增加;但超孔隙水压力的变化趋势随隧道埋深的增加逐渐变缓,当H/D=1.5时超孔隙水压力的变化趋势近似为线性。

盾构施工引起土体超孔隙水压力消散问题的研究

基于Terzaghi-Rendulic二维固结理论,将土体视为饱和弹性介质,采用保角变换的方法将含有圆环(隧道)的半无限空间区域映射为圆环域,建立衬砌在不透水的情况下隧道周围土体超孔隙水压力分布的控制方程。采用分离变量法对该控制方程进行求解,得到处于饱和弹性土体中隧道周围土体超孔隙水压力消散的解析解。结合算例分析不同隧道埋深的情况下隧道顶部及水平向超孔隙水压力随时间变化的情况,以及埋深一定时隧道上方土体超孔隙水压力的变化规律。研究结果表明:隧道埋深越深,周围土体中超孔隙水压力的消散速度越慢;在开始阶段超孔隙水压力消散速度较快,随着时间的推移消散速度逐渐减慢;隧道周围土体水平向超孔隙水压力的消散速度要比竖向的消散速度快;隧道上方土体距离隧道越近,超孔隙水压力的消散速度越快。

沉桩引起的超孔隙水压力及其消散的三维解析解

给出了沉桩引起的初始超孔隙水压力沿深度线性增加和沿径向在桩周弹、塑性区内连续分布的简化计算公式;以Biot固结理论为基础,进一步推导并获得了超孔隙水压力消散的三维解析解。通过算例分析了土体参数对超孔隙水压力消散的影响,计算结果与实测结果的对比分析显示了两者较好的一致性。

沥青路面超孔隙水压力计算的刚度矩阵法

目的分析浸水沥青路面的应力状态,解决高速公路沥青路面的水侵害问题.方法将浸水沥青路面视为多层饱和弹性半空间轴对称体,利用Hankel和Laplace积分变换等数学方法以及Boit固结方程,推导出任意一层浸水沥青路面超孔隙水压力的刚度矩阵,再按传统的有限元方法组成总体刚度矩阵.通过求解由总体刚度矩阵所构成的代数方程和Hankel和Laplace积分逆变换.结果得到了外荷载作用下沥青路面超孔隙水压力问题的精确解.结论在路面的面层中以及面层与基层的接触面附近,超孔隙水压力出现最大值.

饱和软土地基中群桩施工引起的超孔隙水压力

通过对挤土桩桩基施工过程中实测资料的分析和理论研究,认为群桩施工时的超孔隙水压力与单桩情况下的不同.虽然群桩的影响因素更为复杂,但在各桩施工时的相互影响和“水裂”作用的限制下,孔隙水压力值仍会趋于稳定.为此对饱和软土中桩群范围内超孔隙水压力的产生、分布和变化趋势进行了探讨,对桩群外超孔隙水压力的分布规律和影响范围也进行了讨论.

透水性混凝土桩施工中超孔隙水压力变化特性试验

为研究透水性混凝土桩施工中产生的超孔隙水压力的变化规律,通过在现场埋设孔隙水压力计的方法,监测并分析了振动沉管法单桩施工过程中及施工后桩周土体的超孔隙水压力随时间、径向距离及深度的变化,并根据监测结果分析了透水性混凝土桩单桩施工对桩周地基的影响。结果表明:对于高地下水位的粉性土地基,桩周土体的超孔隙水压力在沉管结束时达到最大值,之后消散速率较快,完全消散时间较短,且距桩越近,超孔隙水压力的上升与消散速率越快;超孔隙水压力在径向上与深度上大致呈现递减趋势,距桩越近,超孔隙水压力越大;地基土体的液化范围与加固范围的空间分布呈上大下小的漏斗形。提出的适用于透水性混凝土桩的施工工艺可为类似工程的设计与施工提供参考。

盾构掘进开挖面前方产生超孔隙水压力的分析

基于弹性力学的Mindlin解,采用数值积分方法,求得盾构掘进时切口处正面推力、盾壳对周围土体摩擦力及盾尾同步注浆作用在土体中产生的附加应力;考虑土体附加应力影响,计算得出一般空间应力条件下,盾构周围土体主应力变化;根据Henkel提出的主应力变化产生超孔隙水压力计算公式,得到在盾构推进过程中,开挖面前方不同位置处产生超孔隙水压力计算公式。结合算例,分析在正面推力、盾壳摩擦力及盾尾注浆压力等施工因素作用下,开挖面前方一定范围内超孔隙水压力分布情况。分析表明:在基本假定及相关取值前提下,上述3个施工因素在开挖面前方不同位置产生的超孔隙水压力,在分布规律及影响范围方面较为相似,越靠近开挖面超孔隙水压力越大,且衰减速度越快;但在具体量值上有所差别,盾壳摩擦力产生的超孔隙水压力最大,正面推力次之,盾尾注浆压力最小。

混凝土芯砂石桩的沉桩挤土效应及超孔隙水压力变化

简单介绍了新型软基处理技术———混凝土芯砂石桩.从挤土桩沉桩过程产生的挤土效应出发,运用圆孔扩张理论和固结理论,分析了混凝土芯砂石桩的挤土性状.算例表明,成桩后的混凝土芯砂石桩,其挤土效应产生的超孔隙水压力的消散,远快于常用的水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩).