Influence of Collapsible Loess on Foundation and its Treatment Strategy

The properties of collapsible loess are complex.The self-gravity of overlying soil,sei gravity stress and additional stress act together,which will damage the soil structure and lead to the deformation of the soil structure.Collapsible loess is widely distributed in Northwest and Northeast China.A series of problems caused by its structural characteristics will affect the quality of foundation construction.Therefore,construction enterprises need to deeply study the foundation treatment measures of collapsible loess,so as to avoid the uneven settlement after the construction of collapsible yellow soil foundation.This paper analyzes from the judgment and classification of collapsible loess,studies the impact of collapsible loess on building fbxmdation construction,and explores the specific construction treatment measures of collapsible loess,in order to promote the effective application of foundation construction.

Static load test and load transfer mechanism study of squeezed branch and plate pile in collapsible loess foundation

As a special geological phenomenon, the character of collapsible loess foundation is collapsible when penetrated by water. This character leads to the soil losing load bearing capacity largely and may lead to foundation failure. Pile is a popular foundation used in collapsible loess. The squeezed branch and plate pile is a new type of pile developed in recent years and has not be used in a project before. In this paper three squeezed branch and plate piles are tested in collapsible loess after immersion processing. The results may be used for reference in similar construction project, and to provide theoretical references for de- signing of the squeezed branch and plate piles in engineering practice.

黄土地基不均匀沉降对现浇管廊影响的试验研究

湿陷性黄土地基浸水后的不均匀沉降会使现浇管廊结构产生附加内力,造成管廊结构开裂甚至破坏,严重威胁其运营安全.为深入研究黄土地层湿陷变形对现浇管廊的影响,开展了黄土地层局部浸水湿陷的模型试验.在试验中,设定局部浸水范围,以地基浸水深度为变量,对管廊结构底部位移、土体接触压力、表面应变和地表沉降进行了监测,并分析了其发展趋势.试验结果表明:当局部基底浸水深度达到20 cm,管廊结构在浸水区出现明显的弯曲变形,结构在湿陷区内的最大下沉达到0.57 mm;结构与土体接触压力变化较大区域为湿陷区边缘的管廊底板处;在管廊底部局部浸水发生不均匀沉降时,结构受力形式表现为底板受拉,顶板受压,且越远离管廊中部,所产生的应变越小,拉压应变在湿陷区边缘发生转变;地表也会发生沉降现象,最大沉降值为2.24 mm.试验结果可为湿陷黄土地区现浇管廊的设计和相关病害的防治提供参考.

气动振杆密实法加固湿陷性黄土的模型试验研究

气动振杆密实法是湿陷性黄土地基处理的一项全新技术。采用自行研制的气动振杆密实模型试验装置,进行了单一激振力、气体射流协同激振力两种条件下的模型试验,评价了土体加固效果,研究了振杆贯入过程中土体水平向土压力、土颗粒垂直振动速度和土体中气体压力值的变化规律。试验发现,处理后各深度土层的密度均有明显提高,湿陷系数降低;增设气体射流后,100 mm深度以下土层密度进一步提高,水平向土压力最大提高20.4%,同时放大了振杆密实法引起的土体振动响应。研究揭示了气体射流在土体加固过程中的作用机理,探讨了气动振杆密实法加固湿陷性黄土机理,为推广气动振杆密实法处理湿陷性黄土地基技术的应用提供了理论依据。

黄土介质微波加热机理及效果研究

针对土木工程领域软弱黄土地基热固结效果的问题,基于COMSOL Multiphysics分别建立了电阻式热传导、理想微波辐射、实际天线辐射的黄土加热模型,对加热速率和范围进行了仿真和分析,并探讨了不同微波频率对加热效果的影响。结果表明:微波加热效果优于电阻式热传导,而对于实际天线,由于热传导和微波加热两种机制共同作用,加热效果最佳。此外,通过对工作频率进行分析研究,得出微波加热效果随频率增大不断恶化的特性。在实际工程中,应用天线辐射对黄土地基进行热加固处理,可以提升加热效率,确保黄土地基稳定性。

急速增湿条件下湿陷性黄土中桩基的承载性状

入渗增湿条件下,湿陷性黄土地区中桩基的承载性状会因桩周土基质吸力减小和湿陷变形而显著劣化,进而诱发一系列的工程问题。为了研究浸水前后湿陷性黄土中桩基承载性状的变化规律,进行模型桩的入渗试验,同时对桩周土体的变化(包括沉降、体积含水率、基质吸力)以及桩基承载性状的变化(包括桩顶沉降、桩侧摩阻力和桩端承载力)进行监测。将入渗过程中桩周黄土基质吸力变化与桩基承载性状的变化相关联,从非饱和土力学的角度阐明入渗前后桩基承载性状的变化规律和变化机理。研究结果表明,入渗过程中的桩顶沉降和桩端承载力不断增加,桩身轴力大致呈“D”字形分布,最大轴力出现在入渗过程中。入渗过程中桩周黄土的基质吸力减小,产生湿陷变形,使桩侧摩阻力大小和方向发生改变,进而导致桩基承载性状的变化。基于非饱和土力学原理对传统的剪切位移法进行简化和修正,提出考虑桩周黄土湿陷变形影响的单桩沉降预测模型,并结合试验结果对理论模型进行验证。研究成果有助于进一步完善复杂环境荷载作用下湿陷性黄土地区的桩基设计理论和工程性状评估。

浅埋黄土隧道塌方破坏模式及处置技术

以宁夏某浅埋黄土隧道塌方事故为依托,首先讨论分析浅埋黄土隧道的塌方破坏机理及模式,然后根据现场塌方情况,分析案例隧道塌方原因并提出处置方案,最后通过数值模拟和现场监测对其处置效果进行评价。结果表明:黄土自身的易灾性、不良地形地势、浅埋隧道施工扰动以及强降雨入渗共同导致隧道上方围岩形成一定范围的黄土软弱湿陷带,原隧道支护结构无法抵抗劣化后的围岩,围岩变形和结构受力均大幅增加,其中拱顶沉降增大了91.8%,拱肩处初支正弯矩增大了60.7%;黄土地层开挖面失稳破坏可分为掌子面到达软弱湿陷带的失稳破坏和穿越整个软弱湿陷带的失稳破坏两种模式;结合有限元模拟和现场监测验证,“临时支护系统+换拱+超前中管棚注浆加固”的综合防塌方处置技术应用效果显著。

湿陷性黄土地基大跨度桩基承载特性模型试验

城市车辆段上盖开发工程中的大跨度桩基具有单桩竖向承载较大、桩间大跨度范围内土体受荷较小的特点。以西安地铁某车辆段大跨度桩基为研究对象,制备人工湿陷性黄土作为相似材料,开展了湿陷性黄土地层大跨度桩基的室内模型试验,研究大跨度桩基在湿陷性黄土地层中的荷载传递机制与变形规律。结果表明:制备的人工湿陷性黄土与现场原状黄土性质接近,将其应用于模型试验时可以得到良好的效果;大跨度桩基在未浸水时,荷载沉降曲线为陡降型,桩身轴力在桩顶附近显著下降,未达到极限承载力时,桩顶沉降、桩端阻力线性增大;在黄土浸水湿陷后,桩身轴力沿埋深方向呈“D”字型分布,随着浸水时间的增加,桩顶沉降、桩端阻力先缓慢增加后显著增加,中性点位置不断向桩身下部移动。

湿陷性黄土场地大型储罐基础设计

结合在湿陷性黄土场地上建设的10万方大型钢储罐工程,从基础选型、承载力设计、地基处理、充水预压、沉降观测等方面进行了深入的分析和研究,并从经济性、施工可操作性等方面进行地基处理方案比选,确定采用孔内深层强夯桩+灰土石垫层,提出对含水率较低的湿陷性土层进行预增湿技术,使土层达到最优含水率,解决桩沉管不易、拔管困难、较难消除湿陷性的问题,充水预压后进行沉降观测,结果表明地基沉降随充水荷载增大而增大,在15d后趋于稳定,且储罐四周沉降大于中心点,但沉降量均小于估算值,地基处理效果达到预期。

湿陷性黄土地区多桩型挤密桩复合地基加固效果对比研究

依托兰州新区某地基处理项目,通过大量试验分别测试素土挤密桩、SDDC挤密桩以及两种挤密桩组合等不同桩型挤密桩复合地基的承载力、桩身土压实系数、桩间土挤密系数和黄土湿陷性,对三种挤密桩复合地基在湿陷性黄土地区中的加固效果进行对比研究.结果表明:三种桩型的挤密桩均能有效提高地基承载力并改善黄土湿陷性;素土挤密桩对地基承载力的提升能力有限,且桩间土挤密程度受回填素土粒径的影响较大,挤密的均匀程度较差;SDDC挤密桩对地基承载力的提升效果和沉降控制效果优于素土挤密桩,但对桩间土的挤密效果较差.

吴山广场岩溶塌陷区地下水水文地质特征浅析

以某地铁工程为例,利用工程地质钻探、水文地质试验和工程物探等手段,对吴山广场岩溶塌陷区地下水的水文地质特征进行分析。重点论述塌陷区内第四系含水层的水文地质特征,从含水层的补给来源、富水性、渗透性及其径流特征等方面综合分析,并提出其对基坑工程建设的影响和处理措施建议。

地铁隧道基底湿陷性黄土地层处置方案优化分析

[目的]为了研究处置湿陷性黄土地层的优化措施,需要对黄土浸水湿陷后隧道结构的变形特性进行研究。[方法]介绍了湿陷性黄土隧道地基处置方法;以穿越湿陷性黄土地层的盾构地铁隧道为例,采用三轴搅拌桩法作为地基处置方法,采用MIDAS GTS软件建立数值计算模型,分析在不同处置深度及处置宽度情况下,黄土地基浸水湿陷变形后对地铁隧道结构各部位的竖向位移和衬砌结构内力的影响。结合隧道结构各部位竖向位移和衬砌结构内力的变化趋势、施工经济性及相关要求对处置方案进行优化。在3种处置宽度和7种处置深度条件下,分析隧道拱腰、拱顶、拱底处竖向位移、弯矩、主应力的变化规律,给出最合适的处置建议。[结果及结论]处置深度越大,隧道结构各部位的竖向位移越小,衬砌结构内力越大;处置宽度越大,隧道结构各部位的竖向位移与衬砌结构内力越小。本案例工程中,最佳处置深度为7 m,最佳处置宽度为16 m。

基于改进云模型的湿陷性地基渡槽稳定状态评估

【目的】由于跨湿陷性黄土区的输水渡槽因服役期内的地基变形和建筑物老化,造成渡槽的服役安全性和结构稳定性难以定量评估,为对湿陷性地基渡槽的稳定状态进行评估,以宁夏固海扩灌灌区的清水河渡槽为研究对象,构建了基于湿陷性黄土地基稳定状态与渡槽建筑物稳定状态的多级评估体系耦合的湿陷性黄土地基渡槽稳定状态综合评估体系,【方法】使用云模型对湿陷性黄土地基渡槽稳定状态进行综合评估,使用AHP-熵权法对云模型进行改进,研究中使用拉格朗日乘子法将AHP法与熵权法进行耦合后计算指标权重,以提高模型权重的合理性使其更加客观精确。【结果】研究结果显示:现役清水河渡槽的湿陷性黄土地基稳定状态、渡槽建筑物稳定状态及湿陷性黄土地基渡槽整体稳定状态的云数字特征参数分别为W_(1)=(4.608,0.766,0.228)、W_(2)=(6.094,0.674,0.214)和W=(5.307,0.720,0.221)。【结论】结果表明:现役清水河渡槽的湿陷性黄土地基稳定状态、渡槽建筑物稳定状态及湿陷性黄土地基渡槽整体稳定状态分别处于V_(3)(中等)稳定状态、V4(较为)稳定状态以及V_(3)(中等)稳定状态。该评估模型可为同类湿陷性黄土区域的水工建筑物的稳定状态评估提供参考。

桩土界面荷载传递函数的修正

土体的固结沉降计算对于桩侧负摩擦力具有较大影响.在非饱和土力学的框架下,基于桩土界面作用原理,根据湿陷性黄土的水力等效原理,计算出浸水等效后的荷载,之后考虑非饱和土固结特性,建立等效荷载作用下的孔隙气、液两相的控制方程,进而推导出排气阶段土体的沉降量计算.根据桩周土体沉降量与桩身轴力、负摩阻力之间的关系求得桩侧负摩阻力,并利用相关算例对该计算方法的合理性进行了验证.结果表明:该计算方法具有一定的可行性,丰富了桩基负摩阻力的计算模型,为桩基础负摩阻力的研究提供了新思路.

自重湿陷性黄土地区桩基础承载特性研究

文中依托西安某公路桥梁工程,采用有限元法,结合现场浸水载荷试验结果,在验证模型有效性的基础上,通过改变桩径及桩长,对比研究了桩周黄土产生湿陷和未产生湿陷两种情况下的桩基受力承载特性.结果表明:当桩长为20 m、桩径为0.8 m时,桩周土未湿陷时极限承载力为3 500 kN,桩周土湿陷时极限承载力为3 300 kN,承载力减小了5.71%.当桩长为17.5 m、桩径为1.2 m时,桩周土未湿陷时极限承载力为6 000 kN,桩周土湿陷时极限承载力为5 700 kN,承载力减小了5%.自重湿陷性黄土地区的桩基承载能力随有效桩长的增大而增大,且相较于增加桩长,增加桩径时承载力的提高幅度较大,且沉降量较小,表明自重湿陷性黄土地区增加桩径更有益于提高桩基础的承载力.

西安际华园滑雪馆桩基础施工技术研究与应用

某工程结构类型为钢混凝土框架–剪力墙结构及钢排架结构大型体育场馆。基坑采用放坡开挖,钢筋土钉挂网喷射混凝土保护,基础采用素土挤密桩施工处理后,素土挤密桩范围内消除湿陷性。在复合素土挤密桩基础上,建筑物基础采用混凝土灌注桩,桩身完整性、垂直度及单桩竖向抗压承载力均符合规范要求。通过素土挤密桩和灌注桩处理措施,消除基础的湿陷性,解决滑雪馆主体结构的安全性和稳定问题,可为同类工程施工提供参考。

大厚度湿陷性黄土场地群桩基础负摩阻力分析

文中采用有限元仿真方法,分析群桩的桩土沉降、负摩阻力以及桩身轴力。结果表明,群桩的极限荷载承载力为45 kN,所有桩的桩周土沉降量均随着深度的增加而不断降低。当距桩顶深度小于20 m时,中心桩的桩周土沉降最小;当距桩顶深度大于20 m时,中心桩的桩周土沉降最大。浸水后的角桩、边桩和中心桩的摩阻力分别比浸水前高40%、38%、33%。浸水前,桩身轴力随着桩顶深度的增加呈现不断降低的趋势;浸水后,桩身轴力随着桩顶深度的增加呈现先增加后降低的趋势。距桩顶最远处,浸水后角桩、边桩和中心桩的桩身轴力均高于浸水前的桩身轴力。

黄土场地挤密地基处理深度的探讨

通过分析湿陷性黄土场地上挤密地基的浸水试验结果,探讨了沉管挤密桩地基处理的深度问题,建议在处理大厚度湿陷性黄土场地上的电力工程建设项目时,可以采用沉管挤密桩处理地基,处理深度可设定为12m,这一深度不仅能有效挤密桩间土,消除地基湿陷性,降低地基渗透系数,还能使处理深度范围内的土层形成良好的承载层和隔水层,从而保证地基的稳定性和工程的安全性。

市政路基湿陷性黄土路基设计方案研究

为了提高黄土地区市政道路路基设计水平,总结了黄土湿陷变形的成因和特征,从边坡几何设计、地基处理两方面阐述了湿陷性黄土路基设计要点。同时,以某城市主干路为研究对象,按黄土厚度不同分段制订了地基处理方案,提出了灰土换填、强夯、灰土挤密桩的适用路段和设计参数,并分析了不同地基处理方案的效果。

灰土挤密桩加固湿陷性黄土地基效果分析

为研究灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的施工控制参数,确保地基处理效果,依托兰临高速公路湿陷性黄土地基处理工程,通过现场取样及物理力学性质试验,研究湿陷性黄土地基在加固前后的含水状态、孔隙特征、压缩特性、湿陷性等随空间分布变化规律,运用圆孔扩张理论分析桩间土剪胀特性、初始应力对塑性区半径的影响。结果表明:桩间土含水率随其与桩体距离的增大而增大,而随深度增加而减小;桩间土干密度、压缩模量随距桩体水平距离的增大而减小,孔隙比的规律则相反;在距桩身0.7 m半径范围内桩间土的湿陷性已消除;塑性区半径随剪胀参数的增加而增大,随深度的增大而减小。研究结果得出石灰掺量为10%、桩径为0.4 m时,灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的合理桩间距宜取1.3 m。