高压条件下石英砂中的静力触探试验及大变形模拟

在深部土层中进行原位试验时,以往针对中低应力水平的数据解译公式不再适用。为探究砂土在高应力条件下的力学特性,利用自行研制的高压标定罐,改变围压水平,进行不同密实度石英砂中的静力触探试验,基于任意拉格朗日—欧拉格式的大变形有限元方法,模拟静力触探仪的完整贯入过程,有效避免了锥尖周围的网格扭曲。大变形模拟中采用修正摩尔—库伦模型描述砂土的内摩擦角和剪胀角随累积塑性剪应变的变化,并通过修正弯曲元试验,确定合理的土体剪切模量。标定罐试验和大变形有限元方法获得的锥尖阻力结果能很好地相互验证;在此基础上,建立高应力条件下静力触探锥尖阻力与砂土相对密实度之间的关系,与已有的低应力水平试验结果进行对比,证明建立的经验公式能通过锥尖阻力很好地预测砂土的相对密实度。

超深孔压静力触探在工程勘察的应用

研究目的:依托孟加拉国帕德玛公铁两用大桥工程勘察项目,引进国外先进静探设备,探寻进行深孔静力触探的途径,实现我国静力触探测试技术的突破。在实际工程中通过技术改进不断完善与发展深孔静力触探技术,以提高工程勘察效率、质量,节约成本、创造效益。研究结论:(1)运用多重套管工法能克服探杆侧壁摩擦力过大和静探测试无法穿越砾石、卵石夹层的难题,使陆地静力触探测试深度突破100 m;(2)与地质钻探进行比较,深孔静力触探技术在数据可靠性、时效性和经济性方面具有明显优势;(3)通过技术对比得出,深孔静探测试与标准贯入测试有较好的深度拟合性;(4)在软土、砂土地区的工程勘察中,该技术日趋完善,测试效果好,值得在类似地质条件地区推广应用;(5)该技术在水上或近海进行地质勘察尚需要进一步研究。

深层孔压静力触探技术的应用与研究

孟加拉国PADMA公铁两用大桥地质条件为深厚沉积粉细砂层,设计桩长超过100m,深部砂土层极密实,常规静力触探因不易穿透密实层、探杆侧向约束不足、测试深度有限等,远远不能满足设计、施工要求。本文采用自主研发的多重套管技术,采集分析多个超过120m静力触探孔数据,并结合地质钻孔及标准贯入试验成果进行分析,结果表明:多重套管可增加探杆侧向约束、提高探杆抗弯和定位导向能力,进而提高贯入深度;测试数据与常规静力触探数据(未采用多重套管)、地质钻孔剖面、标准贯入试验吻合,验证了多重套管技术对测试数据影响较小,对孔压静力触探技术的拓展和相关设备的研发具有一定的参考意义;多重套管技术可以应用于水域、陆域,极大地扩展了静力触探的勘察范围。

扩孔器在深层静力触探中的应用研究

研究目的:为解决常规静力触探不易穿透硬层、测试深度较浅、不能满足勘察设计要求的难题,提出了深层静力触探的方法,并通过多年深入研究得以实现。在深层静力触探中,采用加设扩孔器的方法,即在特定位置加设特殊结构的扩孔器,是实现深层静力触探的关键技术之一。本文从扩孔器的设计思路提出、研发分析、试验检验等方面进行分析研究。研究结论:(1)结合静力触探影响测试深度问题分析和相关行业应用扩孔器的相关设计思路,提出在深层静力触探中应用扩孔器的方法;(2)综合理论分析、模型试验和数值模拟的研究成果,确定在探头后部30 cm处加设纺锤形扩孔器方案;(3)试验检验表明,应用扩孔器能起到增大孔径,减小探杆摩阻力,增加有效贯入力的作用;(4)通过对比试验,应用扩孔器后测试数据显示与常规静力触探数据基本一致,验证扩孔器研发方案对测试数据影响较小;(5)本文提出的在深层静力触探中应用扩孔器的方法,对拓展静力触探技术和研发相关设备具有一定的参考意义。

深部采动对塌陷盆地周边土体影响的空间效应研究

深厚覆盖地区,煤矿开采会在地表形成塌陷盆地;采动塌陷不但改变了原有的地貌形态,还会对周边场地环境及一定范围内土的工程性质产生影响;采用非线性动力学理论对塌陷周边场地土层的静力触探孔比贯入阻力的数据进行分析,结果表明:采动、塌陷对其周边场地土的影响存在显著的空间效应。具体在分形特征上表现为:同一勘探线上,随远离塌陷中心距离的增加,静力触探的分维数表现出显著的趋势性特征。这不但与场地土土工试验指标相吻合,同时配分函数标度区间变化也证实了这一结论。

基于颗粒流理论的深海沉积物土力学特性

深海沉积物剪切与承载特性是决定深海采矿车行走稳定性重要参数。分析深海沉积物的物理力学性质,基于颗粒流理论,建立了具有高孔隙比、高含水率和长条状等特性的深海沉积物颗粒流模型。开展不同深度下的十字板剪切和静力触探的数值模拟,获得了深海沉积物剪切应力-转角及贯入阻力-深度曲线,初步阐明深海沉积物剪切与贯入细观破坏机理。研究表明,深海沉积物的剪切应力-转角及贯入阻力-深度的模拟曲线与原位测试曲线吻合,验证了深海沉积物颗粒流模型及数值模拟方法的正确性。深海沉积物的剪切与贯入破坏形式主要为沉积物颗粒的挤压破坏,且应力集中于触地边缘。

基于P_s值的软土抗剪强度指标选取研究——以武汉长江Ⅰ级阶地为例

对武汉长江Ⅰ级阶地多个典型基坑工程软土进行静力触探试验以及各种试验条件下的抗剪强度试验,通过500多组试验数据分析了P_s值与抗剪强度指标之间的相关性,得到了回归拟合曲线方程。结果表明,武汉长江Ⅰ级阶地软土抗剪强度指标与P_s值具有较好的相关性。利用P_s值根据拟合曲线方程计算各种试验条件下的抗剪强度指标,同时使用有限元方法建立深基坑三维数值分析模型,通过支护桩水平位移模拟值与实测值的对比分析,得出使用三轴固结不排水抗剪强度指标更符合实测结果。所建立的回归拟合曲线方程为武汉长江Ⅰ级阶地软土抗剪强度指标的获取提供了一个简单易行的方法。

由重型圆锥动力触探与深层载荷试验确定圆砾层承载力与变形

对规范中重型动力触探与深层载荷试验确定地基承载力与变形模量方法进行研究,结合实际工程数据进行比较分析,对如何利用原位试验确定地基承载力提出一些建议,以便在岩土工程勘察中更好、更准确的应用更为方便经济的重型动力触探试验。

超深静力触探试验在昆明巫家坝软土场地勘探中的应用

昆明巫家坝地处滇池流域,部分地区其第四系土层厚度超过百米,含有多层泥炭质土及软弱层,常规静力触探手段无法满足要求,严重制约昆明地区建筑基坑与基础设计。为解决这个问题,通过改进静力触探试验方法,对场地90 m深度内土层进行超深静力触探测试,结合室内土工实验结果,对比静探数据与钻孔数据,结果表明:(1)静探反映的地层信息与现场钻探获得的土层信息基本一致,且与周边类似项目数据吻合。通过分析数据发现:(2)地表10 m深度以内的地层,受以往工程活动影响,静力触探侧摩阻力较经验值偏大;(3)深度90 m以内地层的侧摩阻力随深度增加而增加;(4)泥炭质土与粉土常相伴出现,结合各类土层地质成因分析,此特征是滇池水位变化引起的。

多种方法在大厚度填方场地勘察中的应用分析

大型能源工程项目场地涉及到越来越多的复杂地质环境,经常需要大挖大填,在大厚度填方场地上进行工程建设。该文结合我国内陆某核电厂工程实例,采用平板载荷试验、浸水载荷试验、重型动探试验、试坑密度试验、跨孔波速测试等多种勘察手段分析评价大厚度回填土的工程性质。通过对比回填场地沉降监测成果,分析研究了回填土测试结果的合理性和可靠性。

基于静力触探对深基坑突涌区地层扰动的分析

在深基坑开挖过程中,承压水对基坑安全的威胁是需要重点关注的因素之一。依托南京江北新区某深基坑承压水突涌事故,结合基坑突涌后实际情况从原位测试的角度入手,采用静力触探的方法对基坑突涌事故后地层扰动的范围和程度进行分析。基坑突涌前、后静力触探结果与实际情况相比表明:管涌点周边(4)2a粉细砂夹粉土的力学性质与坑外侧严重区基本接近;静力触探测试结果与实际情况相符;采用静力触探来分析突涌后地层扰动问题的方法可行;可为深基坑承压水导致的基坑突涌事故的治理提供一定的借鉴,对国内类似工程突涌区地层扰动的治理、控制进行初步探索。

广州外国语学校首期软基处理工程检测与监测

根据大面积软弱地基处理工程的要求,进行了地表沉降、孔隙水压力、深层水平位移、静力触探试验、十字板剪切试验等方面的检测与监测。对地基加固的施工质量、加固效果做出了及时有效的评估,对同类工程有一定的参考价值。