Experimental Study on Clogging Characteristics of Silt Soft Soil in Nansha District of Guangzhou

The silt soft soil in Nansha District of Guangzhou was the softest soft soil in China. It had the characteristics of high natural water content, high compressibility, long consolidation time, and complex layered distribution of soil layers. These characteristics formed the clogging characteristics of silt soft soil, which greatly increased the construction difficulty and hindered the construction progress. Therefore, based on the basic physical and mechanical properties of silt soft soil in Nansha District of Guangzhou, this paper evaluated the clogging characteristics of three silt soft soil areas in Nansha District of Guangzhou through long-term permeability test, and carried out scanning electron microscope test to explore the influence of different parameters and microstructure on the clogging difficulty of silt soft soil. The results showed that the silt soft soil Zone I and Zone II (shallow layer) in Nansha District of Guangzhou were divided into slight siltation levels, and the silt soft soil Zone III (deep layer) was mild siltation level. Large pores were widely distributed in shallow silt soft soil, while the continuity of large pores in deep silt soft soil was poor. The migration of fine particles that failed to establish contact with surrounding particles in the soil blocks the small pores of seepage and thus produces siltation.

淤泥固化土动力特性及在直立护岸抗震分析中的应用

以大连临空产业园填海造地项目为背景,开展淤泥固化土动力特性试验研究。运用FLAC^(3D)有限元软件对不同地基处理方案的直立沉箱护岸在地震作用下进行动力响应模拟。从加速度响应、孔压与有效应力、残余变形等方面定量评价直立沉箱护岸结构的抗震安全性。动力特性试验结果表明:阻尼比与剪切应变和固化剂掺量呈正相关,且围压越高,阻尼越小。数值分析结果表明:在地震作用下,不同的地基条件下加速度放大系数呈现出不同的峰值;沉箱下方砂土层不液化;淤泥固化土地基上沉箱的残余变形小于原状淤泥地基且高水位能减小残余变形,提高沉箱的安全性。研究成果可为类似港口工程抗震设计提供参考。

有机肥替代氮肥对银北灌区盐化灌淤土理化性质及玉米生长的影响

次生盐渍化已成为宁夏银北灌区灌淤土壤退化的主要形式,制约着宁夏农业持续高质量发展。为了给宁夏地区盐化灌淤土的施肥管理及提高作物产量提供科学依据,以银北灌区典型盐化灌淤土为研究对象、玉米品种先玉335为指示品种,研究了不同施肥水平对盐化灌淤土土壤理化性质及玉米生长的影响。结果表明,各施肥处理均能有效地增加盐化灌淤土的速效养分含量,进而优化玉米产量构成要素,提高玉米产量。各施肥处理除常规施肥处理(施N 375.0 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)100.0 kg/hm^(2)、K_(2)O 100.0 kg/hm^(2))的玉米总根长、根表面积最高外,有机肥替代常规施肥量50%氮肥(施N 187.5 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)100.0 kg/hm^(2)、K_(2)O 100.0 kg/hm^(2)、有机肥7.3 t/hm^(2))处理的土壤理化性质及玉米生长指标最高。与对照不施肥相比,该处理下土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了34.5%、25.9%、120.5%、23.7%,玉米穗长、穗粗、穗粒数、产量分别增加了40.5%、15.2%、80.5%、104.8%,秃尖长降低了78.0%;与常规施肥处理相比,该处理下土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了36.5%、21.4%、13.7%、8.6%,玉米穗长、穗粗、穗粒数、产量分别增加了0.6%、1.9%、5.3%、3.1%,秃尖长降低了57.7%。综合分析,不同施肥水平均可改善盐化灌淤土理化性质进而提升玉米产量,且以有机肥替代部分氮肥施用的处理效果较好,其中以有机肥替代常规施肥量50%氮肥的施肥水平效果最好。

基于聚丙烯石灰改性技术的土遗址修复材料试验研究

土遗址主要建筑材料为土,长期暴露在自然环境下,损坏情况普遍且严重,亟待修复。在粉土中单独及混合掺入石灰和聚丙烯纤维制备改性土试样,开展直剪、压缩、风沙侵蚀、冻融和水稳性试验,以检验聚丙烯与石灰作为粉土遗址修复材料的可行性。试验表明,单独掺入石灰或聚丙烯纤维均能提高土的抗剪强度,当掺入9%石灰或0.25%聚丙烯纤维时,改性土内摩擦角和黏聚力可高达48.9°和107.11kPa,土的压缩性也显著降低。但单独加入聚丙烯纤维反而会导致改性土的水稳性变差,这是由于土中的聚丙烯纤维增加了水的入渗通道。通过以0.25%聚丙烯纤维和9%石灰制成混掺改性土试样,其黏聚力和内摩擦角不仅比单掺改性土最高提升了66.7%和28.9%,且试样水稳定性也显著增强,抵抗风沙侵蚀和冻融的能力也有较大改善,总体性能较优。因此混合使用石灰和聚丙烯纤维能更有效地改善粉土的工程性能。

黄土丘陵山区坝前淤积土固结渗透试验及其预测模型

为研究宁夏南部山区坝前淤积土非线性渗透特性,以宁夏南部黄土丘陵山区小型水库除险加固中“坝前淤积面加坝”技术为工程背景,通过固结渗透试验获得了50、100、150 cm深度原状淤积土施加25、50、100、200、400、800 kPa压力下的竖向变形量及渗透系数。针对宁夏南部山区水库坝前淤积土的特性,在分析常见非线性渗透模型基础上,利用皮尔逊相关性和灰色关联度分析方法,计算渗透系数与不同形式孔隙比之间的相关性,给出符合本地区坝前淤积土的双对数非线性渗透模型。结果表明:渗透系数与400 kPa固结压力下孔隙比的皮尔逊相关系数和灰色关联系数分别为0.968、0.893,二者相关性显著性较高,而且均高于其他形式孔隙比的相关系数;拟合的双对数非线性渗透模型的决定系数R~2在0.93以上,较好反映了宁夏南部山区坝前淤积土渗透特性,弥补了单指数渗透模型预测精度不足和参数复杂的缺陷;建立的固结-渗透系数表达式,为坝前淤积土大变形非线性排水固结研究奠定了基础。

海相淤泥资源化制备路基填料试验研究

海相淤泥堆弃占用大量土地资源,二次污染风险高。对瓯海底泥展开单因素试验发现,单一胶凝材料对瓯海底泥固化效果不佳,而混料试验模型表明在水泥∶水渣∶石膏=6.2%∶1.8%∶2.0%的配合比和掺量条件下,固化土7d无侧限抗压强度可达2.12MPa,与实际试验结果2.36 MPa相接近。在该最佳配合比条件下固化土的液塑限、击实性能和CBR值得到显著改善,路用性能优于传统水泥固化土,同时复合固化后瓯海底泥由轻污染等级转变为安全等级,环境安全性可靠。通过微观分析,经复合固化淤泥微颗粒之间的孔隙显著减少,进一步论证了复合固化土性能提升的潜在原因。资源化利用海相淤泥制路基填筑可大规模消纳底泥,经济效益和环保效益显著,本次试验为海相淤泥的道路应用提供了借鉴意义。

海相淤泥质固化土强度劣化规律试验研究

针对海相淤泥质软土中水泥搅拌桩成桩效果不佳的问题,选取天津地区某地铁工程施工现场海相淤泥质黏土,通过室内水泥土无侧限抗压强度试验,研究了可溶性盐和有机质含量对海相淤泥固化的无侧限抗压强度(UCS)的影响,并通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对其微观结构和物相特征进行分析。结果表明:土壤水泥的强度随可溶性盐和有机质含量的增加而降低,其主要通过破坏和抑制水泥水化产物的形成,进而降低水化产物的胶凝性能,破坏了水泥土结构,导致强度降低。该研究结果对解释海相淤泥质软土固化效果不佳的现象具有重要的意义。

桩基静载试验用淤泥固化土场地应用研究

为提高特大桩基静载试验可靠度,对桩基静载试验场地进行加固,以南京某桩基静载试验项目为依托,对不同固化剂掺量、不同固化深度、不同上部荷载情况下进行验证,基于现场实测数据对地基承载力、场地沉降观测结果进行数据分析,揭示各种因素的影响程度。研究结果表明,原状土地基经固化后,地基承载力由50 kPa增强至150 kPa以上;固化深度设计成1.0、1.5、2.0 m,固化剂掺量为5%,经现场平板载荷试验检测,能够满足设计要求;固化土场地上堆载加满后,场地平均沉降为16.7~19.1 mm,整体沉降均匀,根据沉降数据选择最优固化深度。

大型龙口软土地基快速处理关键技术

针对大型龙口的流泥及淤泥土层等软弱地基抗剪强度指标低、抗滑稳定和沉降控制难度大、不能满足合龙要求的问题,进行了横沙东滩圈围(八期)工程的流泥及新淤积软土地基合龙方案的分析研究。采用理论分析结合数值模拟计算方法,提出同一龙口位置深厚流泥打设排水板、薄层流泥碎石置换以及通长袋加筋的组合式地基处理方法,使大型龙口的软弱地基土在短时间内强度大幅度提高,满足了合龙要求。研究成果可为类似工程的施工设计提供新思路。

全固废基固化剂对高含水率淤泥土性能的影响研究

为实现对地下工程及海洋工程中的高含水淤泥土的资源化利用,并协同利用大宗固体废弃物,本研究采用活化煤矸石、粉煤灰、矿粉和激发剂等大宗固废制备固化剂,研究了固化剂组成及比例对固化剂工作性和力学性能的影响规律,确定了最优配比为30%活化煤矸石、20%粉煤灰、50%矿粉与激发剂。采用最优配比制备的固化剂可有效固化高含水率(100%)的淤泥,当固化剂掺量从10%提升至15%时,固化土的强度提升幅度最大(28d无侧限抗压强度达1.58MPa),固化后淤泥具有良好的工作性、力学性能和抗渗透性能。

橡胶-粉土混合土动力特性试验研究

【目的】为了解橡胶颗粒掺入粉土中对其动力特性的影响,对橡胶粉土混合土进行动力特性研究。【方法】将不同体积分数(0%、5%、10%、20%)的橡胶颗粒掺入粉土试样中,在不同竖向应力作用下,采用GDS动态循环单剪试验系统,对混合土的动剪切模量和阻尼比进行研究。【结果】混合土的动剪切模量随竖向应力的增大而增大,随橡胶颗粒体积分数和动剪应变的增大而减小;阻尼比随竖向应力的增大而减小,随动剪应变的增大而增大;橡胶颗粒体积分数对阻尼比的影响分为两个阶段,在动剪应变小于0.1%时,阻尼比随着橡胶颗粒体积分数的增大而增大,而在动剪应变大于0.1%时,阻尼比随着橡胶颗粒体积分数的增大而减小。【结论】本研究结果可为废旧轮胎橡胶颗粒在实际工程中的应用提供参考。

饱和粉土地区土钉墙支护问题处理

在饱和粉土地层进行基坑开挖支护工程,由于基坑降水短期内难以排出粉土层内积水,在开挖支护过程中,粉土地层经常出现流水、流砂、坍塌等问题,对基坑安全造成一定影响,因此在遇到此类地层时,应从设计、施工角度重点考虑,提前采取应对措施,以保证基坑安全。论文以某工程为例,采用土钉墙支护,在饱和粉土层位置出现典型的流水、流砂、局部坍塌以及帷幕漏水问题,采取微型桩超前支护、轻型井点降水、砂袋、松木桩、注浆等措施,有效解决了以上问题,保证了基坑及周边环境安全。

淤泥质软土地层急曲线盾构隧道施工关键技术研究及应用

中心城区地下管网建设受复杂道路交通组织、既有密集地下管网、邻近建(构)筑物避让及保护等制约,不可避免地形成急曲线隧道线型。针对淤泥质软土地层急曲线盾构隧道施工所面临的地层反力不足、管片易错位或上浮、地面沉降较大、盾构姿态不稳定等问题,结合上海桃浦初期雨水调蓄工程,开展了淤泥质软土地层急转弯曲线盾构隧道施工关键技术研究,分析了软土地层急曲线隧道施工难点,提出并实施了急曲线段“偏心门式”MJS土体加固法结合同步注浆模式下的附袋注浆管片稳定控制方法的关键技术。监测结果显示,工程实施效果良好,且周边环境仅为微扰动,可为今后类似工程提供参考。

盾构穿越建构筑物地表沉降控制关键技术研究——以苏州地铁11(原S1)号线花桥站—花溪公园站区间隧道为例

目前全国地铁施工建设如火如荼,各大城市均已投入建设多条地铁线路,新建地铁穿越重要建构筑物已成为地铁建设不可避免的重要课题。以苏州地铁11(原S1)号线花桥站—花溪公园站区间隧道盾构长距离穿越建构筑物为背景,研究了盾构在全断面淤泥质粉质黏土层中下穿重要建构筑物的施工技术措施和盾构参数合理取值,对于类似地层条件下的盾构穿越既有建构筑物问题具有指导意义。

水泥与粗颗粒复合改良淤泥土试验研究

以温州市苍南县海塘安澜工程(南片海塘)护塘河施工建设产生的淤泥土为研究对象,分别掺入50%和60%三澳核电站粗颗粒弃土和32.5级水泥进行改良,采用GDS三轴仪进行室内试验,研究粗颗粒和水泥掺量对改良土力学性能的影响。结果表明,改良土的粘聚力的大小受粗颗粒掺量的影响较大,最大粘聚力为425.19kPa;内摩擦角受粗颗粒掺量影响较小,受水泥掺量和养护龄期影响大,最大内摩擦角为47.12°;掺60%粗颗粒和15%水泥得到的剪切强度最大。

灌砂法在粉砂土路基压实度检测中的应用

以粉砂土作为公路路基填料时,极易因压实度不足而导致路基变形,影响公路寿命。为解决粉砂土路基压实度检测结果偏差问题,以开港大道项目K12+775~K12+950试验路段为研究对象,采用灌砂法进行压实度检测,验证路基压实效果。检测结果表明:随着碾压遍数的增加,开港大道项目粉砂土路基压实度不断增大,但趋势逐渐减缓。经过5遍碾压,粉砂土路基压实度达到96.7%,满足相关要求,同时也验证了粉砂土路基压实度的影响因素。研究可为粉砂土路基施工提供借鉴参考。

预制桩施工前淤泥软土地基处理研究

研究通过对福州某项目预制桩淤泥层处理进行了分析,高层建筑基础设计中采用预制桩基础,在淤泥层过后的情况下应采取相应处理,待地基处理后取得了较好的经济效益和社会效益,以期为类似工程提供借鉴。

淤泥质土综合管廊基坑变形超限及支护优化研究

针对淤泥质土中综合管廊基坑在施工过程中变形超限现象,结合具体工程实例,采用Midas GTS有限元软件模拟了综合管廊基坑的开挖及回填过程,验证了数值模拟结果与现场数据的一致性,分析了综合管廊基坑变形及围护结构受力情况,并提出了一种框架双排钢板桩+钢支撑绿色支护优化方式。研究结果表明:综合管廊基坑开挖阶段的位移与位移速率均超出预警值,且位移速率对于综合管廊基坑位移超限更具有预警前兆性;淤泥质土中综合管廊基坑坑底隆起更能反映基坑变形状态;开挖到综合管廊基坑坑底所产生的位移增量可达总增量的55%,此时为综合管廊基坑施工最危险阶段;钢板桩全阶段变形呈弓字形,在综合管廊基坑开挖结束时的钢板桩变形最大,位置约在0.5H(H为钢板桩长度)处;采用支护优化的框架双排钢板桩+钢支撑结构有效控制了综合管廊基坑及围护结构变形,支护优化后的钢板桩变形呈悬臂式,综合管廊基坑位移控制在20 mm内;提出的框架双排钢板桩+钢支撑支护结构可以回收重复利用,实现了绿色施工。相关研究结论可为类似工程提供参考。

河道淤泥处理过程中压榨滤液回用的工程实践

本文通过预设不同的固化剂添加比例,对滤液水质指标、固化土污染物指标以及物理指标的变化情况及趋势进行分析研究,验证压榨滤液回用技术的可行性,以期为淤泥处理处置技术的工艺改进、类似工程项目的实施提供参考。

淤积条件下码头桩基-岸坡体系受力变形分析

沿海港口码头常受淤积影响,导致岸坡土体发生位移,进而威胁码头结构安全。结合具体工程建立了码头桩基-淤积岸坡相互作用有限元模型,以内力组合值判定桩基塑性变形状态,与码头桩基开裂轴线实际位置基本相符,验证了建模合理性。在此基础上,建立了桩-土相互作用简化模型,研究了淤积过程中桩基内力变化及桩-土体系位移演化趋势,分析了工程地质和码头结构方面因素对桩-土体系受力变形特征的影响规律。结果表明,岸坡淤积条件下,码头下方坡体水平位移及后方坡体竖向沉降较为明显;随着淤积土层厚度持续增加,岸坡稳定系数逐渐降低,而水平位移与竖向沉降逐渐增大,且变形量与淤积厚度呈线性关系。淤积过程中,各轴桩基水平位移沿纵向呈现相同变化趋势,而桩身弯矩分布则表现为3种不同模式;土体压缩模量对桩体位移和岸坡变形的影响最为显著,不同位置下影响桩顶弯矩变化的主导因素各异(或为压缩模量或为桩径),而淤积速度对桩-土体系受力变形状态的影响最小。本研究有助于完善岸坡淤积条件下桩-土相互作用理论体系,为工程实践中淤积码头的结构设计和日常维护提供理论支持。