珊瑚砂砾互层地基承载特性模型试验研究

岛礁在吹填过程中会形成珊瑚砂与珊瑚砾石相互交替的层状地基。为研究珊瑚砂砾交互地层地基的承载特性,通过室内模型试验,开展了纯砂、纯砾均质地基以及不同层厚比例砂砾互层地基的承载特性研究。试验结果表明:纯砂地基的承载力和变形模量随相对密实度的增大而增大,且密实地基的承载力明显高于中等密实地基;相同相对密实度下,纯砾地基的承载力和变形模量是纯砂地基的2倍以上;上砾下砂地基的承载力随砾层厚度的增大而增加,砾层具有一定的应力扩散作用,厚度越大,应力扩散越明显;上砂下砾地基的承载力随砾层埋深的减小而增大,地基下卧砾石层能使地基内一定深度处应力集中程度减弱,埋深越浅,减弱程度越大。试验结果对于确定砂砾互层地基的天然承载力及持力层选择具有重要意义。

东非珊瑚礁砾砂地区PHC桩静载荷试验研究

珊瑚礁砾砂层在肯尼亚、坦桑尼亚等东非国家普遍存在,且埋藏较浅。该地区某水工项目为高桩梁板式结构,采用PHC桩作为桩基础。通过对项目桩长45 m、桩径800 mm;桩长39 m、桩径1 000 mm的2根PHC试验桩进行沉桩规律总结,并对试验桩进行高应变测试、海上锚桩法压桩静载荷试验、拔桩试验和侧摩阻力试验,探讨了珊瑚礁砾砂岩层PHC桩基桩的持力层选择、压向/拔向侧阻力折减系数及与规范中的强风化软质岩侧阻力值对比,为该地区PHC桩沉桩施工及理论研究提供指导。

珊瑚礁砂砾料力学行为与颗粒破碎的试验研究

珊瑚礁砂砾石是中国南海岛礁建设的主要填料,因为特殊的生物成因和多孔隙的颗粒结构,极易产生颗粒破碎。对取自南海某岛礁的珊瑚礁砂砾石填料开展了大型压缩试验、三轴排水剪切试验和三轴不排水剪切试验,研究了压缩指数、杨氏模量、剪胀和强度等基本工程力学指标与颗粒破碎的变化规律。在相同的压缩作用下,疏松试样比密实试样的颗粒破碎程度更大。颗粒破碎程度随着压力的增大而显著增大,导致珊瑚礁砂砾料的压缩模量和杨氏模量随压力的增大增幅不明显,峰值摩擦角和临界状态摩擦角随压力的增高而显著降低。颗粒破碎过程具有明显的应力路径和应力历史依赖性,有无预压作用的相同密度的试样表现出显著不同的压缩特性,相同密度和初始压力的试样在排水和不排水剪切下也表现出明显不同的剪胀和强度特性。峰值摩擦角依赖于应力路径和颗粒破碎的演化过程;临界状态摩擦角与最终的颗粒破碎指标值有较好的相关性,与颗粒破碎的产生过程无关。

珊瑚礁砂地质条件下振冲碎石桩试桩施工研究

在钙质珊瑚礁砂地质条件下采用碎石桩进行地基加固,国内外工程案例很少。为依托工程后续碎石桩施工确定相关控制参数,积累操作经验,开展振冲碎石桩试桩施工,确定振冲设备的穿透性能及特点,讨论造孔和成桩时振冲器电流与土层的关系,提出了成桩过程中填料量控制方法,通过SPT检测对桩间土的挤密效果进行分析。

多投影面下珊瑚砂砾颗粒形貌量化试验研究

珊瑚砂砾是一种由死亡的珊瑚、贝类等遗骸经过了漫长的物理与化学风化作用形成的一种特殊岩土介质。珊瑚砂砾颗粒具有易破碎的特点,其细观结构对岛礁地基的宏观力学性能有着重大影响,而砂土颗粒形貌的定量化一直是未能很好解决的技术难题。利用PartAn颗粒形貌观测系统可对同一砂土颗粒的多角度下投影图像进行研究,并通过多种参数对砂土颗粒的形貌进行评估,进而精确区分珊瑚砂砾中枝状、棒状、片状、块状颗粒的形貌特征,适用于不同形状砂砾材料的大量样本的快速测量。同时所得测试数据也可作为数值模拟的基础数据库,为随机生成不规则颗粒的手段提供了数据资源支撑。试验中对17万个单独颗粒进行了形貌量化分析,所得数据库量大,具有较高的统计可信度,同时免除了试验前人工挑选试样所带来的人为因素的干扰影响。所得珊瑚砂砾分形数据具有较高真实度,可为珊瑚砂砾在荷载作用下颗粒破碎的定量化提供可靠方法。

东非珊瑚砾砂岩地区PHC桩工程性状分析

东非坦桑尼亚达累斯萨拉姆港码头项目地处珊瑚礁砾砂岩地区,采用PHC桩作为桩基础,桩径分别为800mm和1000mm。通过珊瑚礁砾砂岩的土工试验和不同桩径PHC桩沉桩规律研究,得到珊瑚礁砾砂岩碎屑的PHC桩-土界面峰值摩擦角和残余摩擦角值。通过总结2种桩径各200根基桩的沉桩规律,得到桩靴长度为1.5m的∅800mm和∅1000mmPHC桩进入强风化珊瑚礁砾砂岩深度及沉桩规律;珊瑚礁砾砂岩地区∅1000mmPHC桩比∅800mmPHC桩穿透能力强,∅1000mmPHC桩宜采用高程控制为主、贯入度为辅的终锤标准,而∅800mmPHC桩可采用高程和贯入度双控进行沉桩施工。研究结果可为该地质条件下PHC沉桩施工及理论研究提供指导。

某岛礁珊瑚砂力学性质的室内试验研究

岛礁上部碎屑沉积物对岛礁建设的影响举足轻重,在某岛礁建设过程中获取一定深度范围内的钙质砂,开展了室内大型直剪试验和大型高压固结试验,对钙质砂的剪切性能及压缩特性进行试验研究。试验结果表明:同级配情况下,咬合力C值受到剪切速率和粗粒料含量(P5)的共同影响。剪切速率增大时,咬合力C值逐渐减小,P5增大时咬合力C值呈增长趋势。珊瑚砂砾混合碎屑物的压缩变形与珊瑚砾块和珊瑚砂的质量组成有关,同时也受到含水量的影响。