废弃物加固路基土的力学性能研究

为了研究废弃物加固路基土的力学性能,利用稻壳灰、建筑垃圾和石灰对黏土进行加固,测试废弃物在路基加固中再利用的可行性。结果表明,稻壳灰掺量为14%、或建筑垃圾掺量为26%或石灰掺量为6%时,黏土的自由膨胀率均可降至零。废弃物和石灰的混合使用可以提高黏土混合料的无侧限抗压强度和承载比,实现废弃物再利用。

矿粉气泡混合轻质土的影响因素及工程性能试验研究

西南山区低等级公路改扩建工程因地质条件复杂、可利用土地资源少、施工工艺与生态环保要求高等问题,亟需绿色环保、经济合理的公路升级改造方案。通过对气泡混合轻质土组成、作用机理进行介绍,探讨气泡混合轻质土影响因素与规律,对试配出5种矿粉掺量的气泡混合轻质土进行抗压强度、干缩变形试验,并结合实际应用效果进行了评价。结果表明:水泥水化与矿粉二次反应能促进气泡混合轻质土硬度增大,界面耦合效应提高界面强度和密实性;硅酸盐水泥的效果最好,发泡剂掺量对流动度与抗压强度产生影响,掺合料影响干缩与抗压强度,不同掺量外加剂对其干密度、抗压强度和吸水率生影响不同,骨料能够调节内部湿度,影响干缩变形;矿粉掺比低于30%的抗压强度、干缩性好,能满足路基填料强度设计要求。

杭州软土力学特性和扰动损伤特性研究

杭州东城文体公园段的软土层从地表至深部的含砂率、含水率、颗粒组分均有所不同,通过三轴压缩试验分析了不同土层土样的力学特性,建立了基于Drucker-Prager屈服准则的残余强度指标确定方法,提出了能有效反映含砂土样抗开挖扰动能力的扰动损伤系数概念,对不同土层土样的开挖扰动损伤特性进行分析.结果显示:由于软土中砂的空间分布不均匀,因此应变软化型软土试样呈明显的剪切裂缝破坏形式;随着土样中含砂率的增加,土样的抗剪强度明显增大,但峰值应变明显减小;粉黏夹粉土的抗剪强度随着其含水率的增大而降低;对含砂率高和含水率高的地层进行开挖扰动时,建议采用允许应变量进行安全控制;杭州东城文体公园段的软土层中,(2)粉土的抗开挖扰动能力最差,(3)粉土夹砂次之,(1)、(4)粉黏夹粉土和(5)粉黏夹砂的抗开挖扰动能力则相对较好;采用所提出的方法确定不同土层土样的残余强度指标值时,(2)粉土的残余强度指标值受残余应变取值的影响最大,(3)粉土夹砂次之,(1)、(4)粉黏夹粉土及(5)粉黏夹砂最小.该研究可为附近地区开挖扰动控制及数值模拟参数选择提供理论依据.

建筑垃圾渣土制备流态固化土及其性能研究

采用建筑垃圾渣土作为制备流态固化土的主要原料,在消纳建筑垃圾渣土的同时制备了在工程上有重要用途的新型建筑材料流态固化土。首先通过分析水固比、灰土比、粉煤灰掺量、固化剂掺量对流态固化土性能的影响,确定其基本配比,而后又着重研究了灰土比对流态固化土力学性能的影响。试验结果表明:灰土比与流态固化土的无侧限抗压强度、劈裂强度、回弹模量、抗冻胀能力成正相关关系,提高灰土比是改善流态固化土力学性能的有效手段。

顶管施工引起的土体扰动理论分析及试验研究

近年来,顶管施工技术在中国得到迅速发展,并广泛应用于给排水管道工程,但顶管施工中土体的扰动机理及土体性状的变化有待深入研究与探讨。在前人的基础上,研究了顶管施工引起土体扰动的机理,提出了更加准确的土体扰动分区图。对某顶管工程进行了现场监测,内容包括地面变形、深层土体移动、孔隙水压力、土压力、地下水位以及顶管施工现场记录。测试结果表明土体扰动受土质条件、施工技术和现场控制程度的影响,其中现场控制程度(包括顶力、土压力、管线纠偏和注浆压力)的影响最大。土压力、孔隙水压力、地下水位、地面变形及深层土体移动的变化都跟掘进机与测试断面之间的距离有直接关系。当掘进机离测点还有一段距离(6～7 m)时,土压力、孔隙水压力和地下水位上升达到峰值。地面隆起及深层土体移动则是在掘进机尾部离开测点时达到最大,随后总体上呈下降趋势。现场测试结果很好地验证了土体扰动理论。

旅游活动对草原植被、土壤环境的影响及控制对策

草原旅游是具有民族特色的旅游形式,越来越受到大众的青睐,随着草原旅游业的发展,旅游消费带来的环境问题日益突出。本文以前人的研究为基础,总结和分析了旅游活动对草原植被及土壤的影响。分析表明,旅游活动对草原植被、土壤的影响是客观存在的,由于旅游干扰,植被物种数量、植被覆盖度、丰富指数、均匀度指数、枯落物含量、土壤含水量、土壤养分及土壤微生物数量等降低,而土壤容重、pH值、紧实度等增加,且随着旅游活动干扰强度的增加,草原植被和土壤环境被影响的程度越大。以此为依据提出了建立草原植被资源数据库、现代土壤环境监测系统、植被修复技术、土壤改良技术、增加旅游特色区域等控制措施,以期为草原植被资源的保护和恢复及发展草原旅游提供参考。

水平向渗透系数变化条件下散体材料桩复合地基固结理论研究及分析

建立考虑排水影响区土体水平向渗透系数因施工扰动影响而逐渐变化的散体材料桩复合地基的固结定解问题,并求出其一般解。基于实际工程中桩体施工对扰动区土体水平向渗透系数影响的复杂性,选择排水影响区土体水平向渗透系数沿径向分布的3种特殊情况,给出相应特解。根据解析解结果,通过编程计算,绘制出主要因素对复合地基固结过程的影响曲线图,分析排水影响区土体水平向渗透系数变化对散体材料桩复合地基固结性状的影响。研究结果表明:土体渗透性变化对复合地基固结影响显著,桩体施工对周围土体扰动越大,复合地基固结会越慢;考虑土体水平向渗透系数变化的散体材料桩复合地基固结理论较现有的复合地基固结理论更接近实际情况。

顶管施工扰动区土体变形的理论与实测分析

根据现场监测和试验结果,对大型顶管施工产生的周围土体扰动变形的机理和特性进行了分析研究,提出了对工程有指导意义的扰动机理理论;同时,考虑扰动区土体密实度变化的影响,对Peck的地表沉降理论计算公式进行了修正,修正的Peck理论公式的计算结果与实测结果更为一致。

施工扰动作用下基坑抗隆起稳定性分析

施工扰动的方式千变万化且错综复杂,影响到周围土体工程性质的变化。长期以来,在基坑的开挖理论与分析方法上,都是以原状土为研究对象的。在前人的研究基础上,提出了施工扰动度的概念,建立了施工扰动度的表达式,并且建立了考虑开挖扰动的基坑抗隆起安全性分析模型,还给出了计算实例。研究结果表明,施工扰动对基坑安全系数有较大的影响,应采取综合措施控制施工对土体的扰动。

深层搅拌桩周围粘土性质变化的发生机理(英文)

排土型桩如打入桩、砂桩、石灰桩以及深层搅拌桩等的施工都会引起桩周围土体的应力变化,因此周围土体的性质也将发生变化。施工完成后,周围土体的强度将经历下降、恢复和增长的过程。深层搅拌桩施工对周围土体的作用可以归纳为以下7个方面:(1)叶片的搅拌和固化剂的注入对周围土体的扰动作用;(2)软粘土的触变性;(3)施工期间周围土体的劈裂;(4)桩身水泥浆通过劈裂裂缝向周围土体中流入及由扩散作用渗入到土的孔隙中;(5)孔隙水中钙离子浓度增加引起的胶结作用;(6)超静孔隙水压力消散引起的固结作用;(7)水和作用和火山灰反应等化学作用产生的热作用。通过室内试验和理论分析来研究这些影响因素。室内试验主要研究土的触变性、土的劈裂和水泥浆扩散对软弱有明粘土的影响。理论分析则解释了土体的劈裂现象。室内试验可以直接观测到土体劈裂和水泥浆扩散现象。对于软弱有明粘土,试验结果显示周围土体的强度在70d内由触变性得到恢复。理论分析发现即使在很小的固化剂注入压力作用下,周围土体也会发生劈裂现象。

石灰改良过湿土的施工工艺和力学性质

针对用天然含水率高、黏粒含量较高的黏性土作为路堤填筑材料时,存在破碎困难、含水率降低慢、土体强度低和不易压实等问题,结合现场施工工艺试验和室内力学性质试验,进行了石灰改良过湿土填料的力学性质和施工工艺研究。比较了采用干土法和湿土法这两种标准击实试验方法的试验结果,认为在石灰改良过湿土施工时应采用湿土法,先在取土坑掺2%的生石灰,堆放3 d后用路拌法掺3%的消石灰,使石灰量达到5%。试验结果表明,石灰改良后土体含水率快速降低,黏性减小,易于破碎,压实后土体的CBR强度高,胀缩性低,成为良好的路堤筑堤材料。

滨海盐渍土地区地基基础设计与施工刍议

以在山东东营地区近九年的观测和研究为依据，简要论述了滨海盐渍土的形成、工程力学特性及其对工程的影响，并对此类地区的工程设计和施工提出了合理建议。

花岗岩残积土原位力学特性的钻探扰动与卸荷滞时效应

花岗岩残积土作为一类同时具有黏性土、粗粒土组构特征与工程特性的特殊土,力学性能普遍易受施工扰动和开挖卸荷影响而诱发灾害。从钻探扰动和成孔后应力释放对土体力学性质的影响出发,通过对试验场地内花岗岩残积土开展自钻式旁压试验(SBPT)和预钻式旁压试验(PMT)在不同成孔时间后的对比分析,研究了土体原位强度指标、承载力特征值和刚度衰减性状的响应特征。结果表明:钻探扰动对花岗岩残积土的强度、承载力和刚度特征的弱化影响十分明显,且弱化程度随卸荷过程中应力释放时间的增长不断加深;提出扰动系数R(u)对不同试验条件下土体性质的扰动程度进行评价,发现刚度参数Gf受钻探扰动和卸荷滞时效应的影响最大,不排水剪切强度强度cu次之,承载力特征值fak受影响最小;采用土体刚度非线性分析法获取了基于SBPT与PMT试验的原位剪切模量-剪应变衰减曲线(G–γ曲线),用Stokeo方程描述G–γ曲线的形态特征有较好的拟合效果。研究结果可为花岗岩残积土分布地区的工程设计与施工提供参考。

基于门式抗浮框架的基坑开挖下卧隧道变形控制

隧道上方基坑开挖卸载不可避免引发隧道上浮变形,门式抗浮框架作为一种抗浮措施,其抗浮机理尚不明确.以某隧道长距离共线基坑工程为依托,对门式抗浮框架施作过程以及基坑大面积开挖对下卧盾构隧道的影响进行数值模拟研究,探究门式抗浮框架与地层相互作用机制及抗浮效果,最终提出抗浮框架结构优化设计建议.结果表明:门式抗浮框架施作过程竖井开挖可引发隧道上浮变形,通过竖井跳挖及回填可有效控制其引起的隧道变形;基于门式抗浮框架的基坑开挖使隧道上浮量从无抗浮框架的19.5 mm减小至15 mm;抗浮板和抗拔桩连接处在基坑开挖阶段存在应力集中,属于结构薄弱部位,应做局部加强处理.

盐度对海洋黏土力学特性影响与扰动预固结试验

海洋黏土与陆域一般黏土相比,其孔隙水具有一定的含盐量,孔隙水含盐量会影响其力学特性,因此试验中在制样饱和时不宜改变其孔隙水的含盐量。对饱和度较低的海洋黏土,需制备与海洋土中孔隙水含盐量一致的水样,然后再进行真空法饱和;对饱和度大于92%的海洋黏土样,建议采用反压力法饱和。由于海洋黏土在取样、运样和样品存贮过程中受扰动影响,试验时不排水强度降低50%甚至更多。基于扰动样不排水强度的SHANSEP法开展室内扰动模拟的试验研究,对通过预固结法减少扰动导致的试验偏差作进一步的探讨。试验结果表明:预固结应力的选取与土样的扰动方式和扰动程度相关,针对我国现有的岩土勘察技术,预固结应力选取较国外标准的折减系数(75%~80%)要低得多。因此如何合理地选取预固结应力,需要不断地积累工程经验,并经工程检验后进一步推广应用。

无机-有机改性土物理力学性能试验研究

川渝地区留存有大量生土墙历史文化建筑,且很多是全国重点保护文物,但大多暴露在野外环境中.由于各种因素,这些珍贵的历史遗迹都受到了不同程度的损坏.为保护性修复生土墙历史文化建筑,项目组在素土中加入水泥、料姜石、环氧树脂等掺和料,研究了一种新型的修复用改性土,利用不同掺和料配比的改性土制成土坯试件,并对试件进行抗压强度、耐盐腐蚀性、抗冲刷性及耐紫外线性能的试验研究.结果表明,按照5%(质量分数,下同)水泥、10%料姜石、3%环氧树脂、82%土进行配比的修复用土具有良好的力学性能和耐久性能.

珠江三角洲地区竖向排水体施工扰动初探

竖向排水体施工具有挤土效应。按照平面应力问题、应用圆柱孔扩张理论分析表明,竖向排水体周围土体孔隙水压力显著增大,应力变化明显,形成瓶状塑性区。地面以下一定深度Z0范围内,塑性区半径取决于土体初始应力和不排水强度,并随深度增大;Z0以下,塑性区半径不再变化,其大小与土体初始应力、不排水强度、割线模量、排水体类型、间距、长度、导管类型等有关。施工扰动以塑性区为主,塑性区地面发生隆起。珠江三角洲地区,在饱和软粘土地基中施工竖向排水体时,实测表明土体强度显著降低,最终沉降增大;计算表明扰动区半径可取塑性区半径的1.2倍,扰动区半径约为竖向排水体导管半径的9倍。

株洲红层残坡积土填料力学性质研究

湘东地区大片分布着白垩系红层泥质粉砂岩与砂砾岩,当地工程建设回填整平时多采用红层残坡积土填料。为了查清红层残坡积土填料的物理力学性质,本文以株洲红层残坡积土为例,通过在不同压实状态和不同含水率下的土工试验,分析研究了红层残积土填料的力学特性。研究结果表明:红层残坡积土填料在较高压实状态下具有良好的抗剪性能和较低的压缩性,填料中的粗颗粒能在较低压实状态下快速提高填方工程中填土的内摩擦角,并能大幅降低填土达到较高内摩擦角时的压实系数,对提高填土的力学性质有较好的作用。研究成果对当地类似工程建设的安全性和经济性都具有积极作用。

建筑垃圾改良膨胀土特性试验研究

通过不同掺比、不同级配组合的建筑垃圾掺入到膨胀土后进行室内试验,分析试样的无侧限抗压强度、CBR力学特性和膨胀特性规律。结合建筑垃圾改良膨胀土作用机理,对工程特性进行分析。研究结果表明:一定比例掺量的建筑垃圾可以显著改善膨胀土的物理力学、膨胀性能;建筑垃圾改良膨胀土的力学特性、胀缩性取决于建筑垃圾的掺比和土的初始含水率大小,此外级配对其也有一定影响。当建筑垃圾掺比为40.0%左右,混合土含水率为12.4%左右、采用19.5~31.5 mm粒级再生料时,建筑垃圾改良膨胀土具有更好的工程特性,满足路基填料的要求。

顶管施工对周围土体影响的机理分析

以实际工程为背景,分析了顶管施工过程中土体的变化趋势和变化原因,探讨了顶管施工对土体的扰动机理,并对顶管工后不同区域土体作了研究,确定了卸载土体性质变化的主要因素,为深入研究土体力学性能提供了条件。