顶管开挖引起土体沉降与应变相关性研究

地层损失是造成顶管开挖环境影响的主要因素。关于地层损失造成的影响,传统方法仅以地表沉降做为监测手段,由于沉降做为土体内部变形的累积之后在地表的表现,具有一定滞后性。因此采用土体中应变做为主要手段进行顶管施工影响的监测成为了一种趋势。本文以经典源汇法出发,研究由地层损失造成的土体内部应变,并采用有限元仿真计算由于地层损失造成土中的应变值,通过对比来验证理论的可靠性。结果表明由于地层损失造成土中沉降与应变具有很好的相关性,以应变作为顶管开挖影响的监测指标可行性强、敏感性高。

黏性原状土起动流速试验研究

针对黏性原状土难以被水流起动、冲刷的特点,设计了专门的封闭矩形管道,使水流的平均流速完全满足黏性原状土起动、冲刷的要求。在水槽满足起动冲刷要求的前提下,采用粒子测速系统(PIV)对管道断面流速分布进行了测量,分析论证了管道的阻力规律,并比较了有压管道与开敞水槽试验结果。分析结果认为,在水流流速不是太大时,有压管道的阻力规律符合对数律。在通过试验取得垂线流速分布的情况下,可以利用对数流速分布公式计算摩阻流速,进而计算边界水流切应力,再根据谢才公式,可将起应力换算成相应河道的起动冲刷切应力。

基于FBG传感技术的黏性土中静压沉桩阻力测试

为了探索光纤光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)传感技术在黏性土中静压管桩沉桩阻力测试的适用性,在均质黏性土中进行了模型管桩静力压入试验。数据测试采用增敏微型光纤光栅应变传感器和双模式光纤光栅土压力传感器,基于FBG传感技术采集应变数据,分析沉桩过程桩端阻力和桩侧阻力贯入特性。通过改变桩长、桩径及开口和闭口,对比分析基于FBG传感技术的静压管桩的贯入过程差异。研究结果表明,FBG传感技术对黏性土中静压沉桩阻力的测试性能优越,能够准确体现静压管桩的贯入特性,清晰反映桩端阻力和桩侧阻力随桩径、桩长及开口和闭口的变化过程,这对静压管桩的模型试验与工程设计具有较大的参考价值。

埋地管道强夯动力响应对土体参数的敏感性分析

为了分析埋地输气管道动力响应对周围土壤主要土体参数的敏感性,建立了夯锤—土体—管道三维实体接触模型,并根据前人强夯试验实测值对模型进行了验证。利用所建模型分析了埋地输气管道在强夯荷载下的动力响应过程,研究了管道等效应力分布对周围土体黏聚力、内摩擦角、弹性模量、泊松比的响应规律,以及管道最大等效应力对以上土体参数的敏感性。结果表明:(1)强夯荷载作用下埋地输气管道发生了较大的位移振动,最大等效应力点位于管道前端XY平面管壁顶部,管道顶部单元等效应力呈单脉冲型;(2)管道等效应力随着周围土体黏聚力、内摩擦角的增大而减小;(3)最大等效应力随土体泊松比的增大而增大,而最小等效应力随土体泊松比的增大而减小;(4)当土体弹性模量为30 MPa时,管道最大等效应力略小于20 MPa时的最大等效应力,而最小等效应力远小于10 MPa时的最小等效应力,但等效应力总体随土体弹性模量的增大而增大。结论认为,土体弹性模量对管道最大等效应力影响最大,其次为内摩擦角和泊松比,黏聚力对其影响最小。

黏性土中开口与闭口模型管桩受力性状试验研究

为研究开口和闭口试桩在黏性土体静力沉桩过程中荷载传递规律及承载性能的差异性,采用桩身开槽预埋增敏微型光纤光栅传感器的方法,针对黏性地基土,开展两组不同桩端形式模型试桩承载性能对比试验,测得沉桩过程中压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力及桩身轴力发展变化规律。结果表明:光纤光栅传感器可实时监测沉桩过程中桩身受力状态;开口和闭口模型管桩的压桩力、桩端阻力等荷载均随着沉桩深度的增加呈增长趋势,而不同贯入深度下的桩身轴力却逐渐递减;黏性土中的静力压桩、开口管桩和闭口管桩的桩端阻力占比均超过50%;在桩侧摩阻力发挥上,双壁开口模型管桩外管是内管的3倍。当开口管桩贯入深度达到最大值90cm时,土塞高度稳定在33cm,此时,桩侧单位侧摩阻力的分布呈下大上小的形式。

振动沉管布袋桩施工技术

针对传统布袋桩施工工艺存在的不足,提出了把布袋置放于沉管之内并在管壁保护下灌注成桩材料的新思路,形成了振动沉管布袋桩施工技术。介绍了该技术的原理,同时提出了解决空桩段回填、布袋置放、桩尖改进等难题的方案。该技术在施工上有操作简单、质量易控、工效高、成本低等优点,成桩材料可以根据需要进行配置。该技术在厦深铁路施工实践中效果良好,具有广阔的应用前景。

空气幕、套管内干取土沉管灌注桩的试验研究

沉管灌注桩的优点是有效防止塌孔并能避免灌注桩的泥浆处理;其缺点是沉管过程中大量挤土,沉管阻力较大,对周围环境造成不利影响。空气幕、套管内干取土沉管灌注桩这种新的施工工艺是通过套管内取土,套管外设空气幕来减少沉管阻力。通过对比试验证明这种方法的减阻效果是很明显的,这样就可以实现用小的桩工机械将套管沉到较大深度。

饱和粉土地基低强度混凝土桩振动沉管及静载试验

为研究饱和粉土地基低强度混凝土桩振动沉管施工产生的超孔隙水压力分布、消散规律及单桩和复合地基的承载特性，对滨州市饱和粉土地基进行了低强度混凝土桩的振动沉管和静载试验。结果表明：沉管振动下沉时，最大超孔隙水压力一般出现在桩端以上2～3m；沉管振动下沉对桩周土体的扰动较小，最大超孔隙水压力与上覆土有效应力的比值仅为0．327；单桩振动拔管后15min，临近超孔隙水压力的消散率可达到65％～75％；与设计规范的估算值相比，振动沉管成桩后单桩竖向极限承载力偏小，仅为估算值的55％～60％；低强度混凝土桩的加固作用明显，复合地基承栽力与天然地基相比提高了约1倍。

开口钢管桩沉桩阻力研究

为得到小直径开口钢管桩的沉桩阻力计算公式,对开口钢管桩的土塞效应、挤土效应和软化效应进行了分析,结合静力触探原理,提出了沉桩阻力计算公式,将沉桩过程分为土塞闭合前后两个阶段,分别计算了桩侧阻力和桩端阻力的拟合系数,得到了小直径开口钢管桩的两阶段沉桩阻力计算公式。与工程实际测试数据符合较好。结果为黄河冲积平原粉土土质的坑式钢管静压桩提供了工程参考。

粘性土渗透破坏临界条件推导及试验探讨

粘性土渗透破坏一直受到普遍重视,但对其临界条件的理论和试验研究较少。孔隙性质(大小、分布)是影响渗透破坏的主要因素,但其具有不规则性。在理想条件下,本文将粘性土孔隙等效为均匀分布的圆管,从管道流角度分析粘性土的渗流破坏临界条件,包括临界流量、临界流速、临界水力坡降和临界渗透系数,建立了孔隙直径与临界条件的数学表达式。在理论分析基础上,设计了管道流试验装置和试验方法。选取贵州贵阳10组粘性土试样为研究对象,测出了其渗透破坏临界拖曳力,并计算分析不同孔隙直径、水温情况下的临界参数。结果表明:孔隙直径和水温对渗透破坏临界参数影响较大,在双对数图上,呈现线性关系。

基于广义回归神经网络的无黏性土管涌判定研究

分析了现在广泛采用的判定管涌破坏手段的不足之处。在分析广义回归神经网络的基本原理和算法基础上,建立了无黏性土管涌判别的广义回归神经网络模型。以前人试验结果作为对比,采用特征粒径和孔隙率作为判别指标,对土样的渗透破坏形式进行判别。计算结果表明,该模型的管涌渗流破坏形式判定结果与前人试验结果完全一致,该方法为无黏性土管涌渗流破坏形式的判别提供了新的研究思路。

粘性土地区静压PHC管桩承载力时效性研究

确定单桩竖向极限承载力一直是桩基础设计的重要问题,本文通过哈尔滨某工程的静压预应力管桩的隔时复压试验,并根据静压桩的单桩竖向极限承载力随时间呈双曲线增长的关系,得到粘性土地区依据沉桩终压力推算单桩竖向极限承载力的估算公式。

膨胀土地基处理方法研究

为解决安康机场迁建工程膨胀土地基问题,运用普通强夯、强夯置换、沉管挤密砂石桩3种工艺改良膨胀土地基,通过对比分析浅层平板载荷试验、重型动力触探试验、室内土工试验得到的各项指标,指出强夯置换工艺更适合安康机场的地基处理。

基于静态贯入试验法研究无黏性土管涌发生后抗剪强度变化规律

管涌对堤防和大坝危害严重且十分常见,但是有关管涌发生后无黏性土抗剪强度的研究较少.通过对不同细颗粒含量试样进行管涌和静态贯入试验,分析总结了无黏性土细颗粒含量和管涌过程中的水力梯度及细颗粒流失量等因素对无黏性土发生管涌前后抗剪强度变化的影响.得出以下结论:对于较松散的无黏性土,当土体细颗粒含量较小时,管涌发生后的抗剪强度有所提高,抗剪强度随细颗粒流失量的增大而增大,随作用在试样上的最大水力梯度的增大而增大;当土体细颗粒含量较大时,管涌发生后的抗剪强度有所降低,抗剪强度随细颗粒流失量的增大而减小,随作用在试样上的最大水力梯度的增大而减小.

电荷控制法研究a－SiCCD的电荷转移特性

提出一种更好地利用土壤冷源的新方法，即利用我国长江流域丰富的地表水作为排热场所和传热介质，以井作为竖直埋管形式，把土壤中的冷量提取到房间内的试验研究．测试结果包括不同埋管尺寸、不同水循环方式以及各种工况下运行参数对空调性能和排热量的影响．

粉质土中PHC管桩打入性状研究

文中通过现场足尺试验及静载荷试验监测粉土地基锤击沉桩过程中的锤击数及土塞高度的变化,分析了锤击数与地层强度的关系及沉贯过程中土塞效应。结果表明PHC管桩沉桩的锤击数可以反映出地基土的强度;连续的打桩会降低土体强度,利于沉桩;随着打入深度的增加,土塞高度不断增加;土塞率及土塞增长率均呈现先减小后增大的趋势,这与上部粉土下部砂土的土层结构有关;PHC管桩的荷载-沉降曲线为缓变型;为粉砂复合地层锤击沉桩的可打入性分析及评估土塞效应提供参考。

大庆粘性土地区静压PHC管桩竖向极限承载力与终压力关系研究

利用SPSS统计软件对大庆粘性土地区24根静压PHC管桩静载试验数据进行了统计分析。探讨了大庆粘性土地区静压PHC管桩单桩竖向极限承载力与沉桩终压力之间的关系。得到大庆粘性土地区静压PHC管桩单桩竖向极限承载力与沉桩终压力之间的区域经验公式。根据此经验公式既可以合理地选择压桩机型及配重,也可以快速估算出单桩竖向极限承载力,用以指导静压预应力混凝土管桩的设计和施工。

黏性土环境中矩形顶管施工的室内试验研究

顶管施工过程中会引起地表土体变形。通过室内试验研究了黏性土环境中矩形顶管施工对地表土体产生的影响。在是否注浆以及顶进管道附近是否有既顶管道的条件下,通过测试系统获得试验过程中的顶力和土体竖向变形变化情况。试验结果表明:顶管顶进过程中,初始顶力均比较大,随后均迅速减小,最终趋向一个稳定值;表层土体变形以沉降为主;新顶进顶管对既有顶管管道上方土体产生影响,但影响有限;既有顶管的存在能减小所需要的顶力,也能减小顶进管道上方的土体沉降;注浆可以有效减小顶管顶进阻力,也能减小土体的沉降。试验结果可以有效指导矩形顶管的施工。

Y型沉管灌注桩在某公路桥头软基处理中的应用

Y型沉管灌注桩作为一种新型的异形桩基技术,应用于杭浦高速公路桥头软土地基处理中,形成桩土复合地基。实践证明,该桩基技术能获得较好的经济与技术效益。

海洋管线与海床土体接触作用的数值模拟

针对海洋管线在铺设、安装和作业过程中与土体的复杂接触,产生的管线外载荷诱发的管线强度问题,采用非线性有限元软件ABAQUS对管土接触过程进行数值模拟,分析触地管线贯入和回弹过程中的主要影响参数,数值模拟结果与挪威岩土工程研究院的大尺度试验结果一致,表明该方法能较好地反映土体抗力和吸力的产生和释放过程,验证了数值分析的可行性。参数分析结果表明摩擦角和粘聚力对管土间的接触作用有显著影响。