堆载预压法处理公路腐木土层工程实例分析

根据揭普高速公路腐木土层的地质资料及试验资料,得到腐木土的次固结系数比一般软土淤泥要高,相同工矿条件下的路基,腐木土的工后沉降比一般软土淤泥要大。就该路段典型断面采取等载预压、砂井+等载、砂井+超载等不同处理方法进行了计算分析对比,得出了采取超载预压后腐木土的次固结沉降明显减少;并根据施工期及工后观测数据加以验证说明,提出针对不同腐木土的最优处理方法。     

取样扰动对土的工程性质指标影响的试验研究

本文报道了取样扰动对土的工程性质指标影响的一批研究成果。采用100mm和75mm两种直径的取土器取样作对比试验以研究取土器扰动的影响。试验证明取土器直径对试样的孔隙比、压缩系数、超固结比和天然强度等指标都有明显的影响。采用两种预固结处理的方法以恢复原生应力状态,用不固结不排水试验比较了应力状态对天然强度的影响。对取土过程中土体应变的分布及其对土样扰动的影响用有限元方法进行了模拟。     

淤泥质粉质壤土筑堤边坡稳定性影响研究

淤泥质粉质壤土是一种具有低强度、高流变性的土体.以某堤防工程为例,通过室内试验、极限平衡法等方法,研究淤泥质粉质壤土强度参数随时间变化的关系、边坡失稳时土体强度参数的取值方法和裂缝对边坡稳定性的影响.结果表明:淤泥质粉质壤土具有较强的结构性,扰动后土体强度约为原状土的1/5,扰动后土体的强度随固结时间的增加而增大,淤泥质粉质壤土固结6个月的土样强度约为扰动土样的5倍;淤泥质粉质壤土的高含水量、低强度是堤防淤泥质粉质壤土平台产生裂缝的原因;给出了求解平台滑动时淤泥质粉质壤土强度指标的计算方法;通过计算,认为裂缝在长期降雨工况下不利于平台抗滑稳定安全,应采取措施对裂缝及时处理.研究成果对类似工程具有借鉴意义.     

取样方法对花岗岩残积土强度影响分析

花岗岩残积土具有很强的结构性,取样扰动会对其强度产生较大影响。使用3种不同的取样方法对花岗岩残积土进行取样,分析不同取样方法的取样效果,并对不同取样方法取得的试样进行了快剪试验和三轴不固结、不排水试验,基此,研究取样方法对花岗岩残积土强度的影响。结果表明:取样方法对花岗岩残积土强度影响很大,植物胶工艺钻孔取样比厚壁取土器取样效果好,对土体扰动较小;在直剪试验中,取样扰动对快剪强度影响主要体现在试样黏聚力大幅下降;在三轴试验中,取样扰动对土样不固结、不排水试验强度影响显著,扰动大的试样黏聚力和内摩擦角均大幅降低。     

灵敏性粉土的压缩及触变特性研究

山西汾河一级阶地的饱和粉土大多具有灵敏性,使得其强度和变形性质在扰动前后差别很大.为了研究灵敏性粉土的压缩及触变特性,对探井取样的原状土和重塑土样进行了一维固结压缩试验和无侧限抗压强度试验.试验结果表明,原状土加载到结构屈服应力处,沉降量突增,固结系数突增,主固结比突降,次固结对沉降的贡献开始上升;原状土与重塑土的差异...     

现场取样的室内模拟：理想取样与现场取样对比

本文通过一种专门设计的取样设备，采用不同大小、径厚比及管端形状的取样管，对重新沉积的Boston蓝粘土进行室内取样，再进行常应变固结试验和不固结不排水三轴压缩试验，研究土体的取样扰动。通过残余有效应力、再固结应变、不排水强度和一维排水压缩指数的对比分析，对取样管形状的影响进行了评价。随着取样管径厚比（B／t）的减小土体工程性质衰减逐渐增大，而B／t的增加不能抵消钝端取样管引起的负作用。这些结果与用理想取样法（ISA）模拟扰动的三轴试验结果对比发现，取样管引起的扰动远大于（ISA）的模拟情况。此外与Boston地区两个场地，弱超固结Boston蓝粘土的现场取样试验结果比较说明，室内取样再进行试验得到的土体特性大体上可以代表现场取样情况。     

海陆交互相沉积软土固结效应

海陆交互相沉积软土是珠江三角洲内广泛分布的不良地基土，土类主要为含粉细砂的淤泥和淤泥质黏土，基本力学特性较一般海相软土有所不同。基于广州南沙万顷沙组（Q₄W）灰黑色淤泥质土的一系列室内试验成果，系统分析和研究了土体固结作用对基本力学特性的影响，包括渗透特性、剪切强度特性、次固结特性、直接剪切蠕变特性、三轴压缩蠕变特性、回弹特性等，提出了考虑固结效应的量化分析方法。为适应工程需要，这些分析方法所涉及的参数大多可通过简单／常规的试验方法确定。     

室内和现场测试最大动剪切模量差别的试验研究

采用共振柱试验法和现场波速法,研究室内和现场测试最大动剪切模量差别的原因。选取两个典型的场地现场测试剪切波速并钻孔取样,对土样分别进行室内均等固结试验和非均等固结试验,并把室内试验结果与现场波速测试得到的最大动剪切模量进行对比分析。结果表明,固结比对土的最大动剪切模量有很大的影响,与室内均等固结试验结果相比,考虑实际固结比的非均等固结试验结果和现场波速法得到的最大动剪切模量更为接近。因此,固结比也是造成实验室和现场测试土最大动剪切模量之间明显差异的重要原因之一。     

单向压缩状态下滇池泥炭土的蠕变特性研究

为探究不同埋深和扰动状态对滇池泥炭土固结蠕变特性的影响,采用分级加载方式分别对埋深17 m、34 m的原状和扰动泥炭土样进行了一维固结蠕变试验。结果表明:泥炭土粘塑性蠕变特性显著,扰动后竖向应变在各级压力下均较高。17 m土样前期固结压力较小,孔隙和有机质较多,压缩性更高。土体内排水通道随固结压力增大被逐渐压缩,延长了主固结时间。扰动土因结构性被破坏,主固结时间较短。17 m原状土的固结系数在低固结压力下较大,其结构随压力增加而破坏,固结系数逐渐接近于扰动样;34 m土样分解度高且较密实,扰动后易于排水,故扰动土固结系数大于原状土。滇池泥炭土的次固结系数大于一般软粘土,且有机质含量较高的17 m土层的次固结特性更为显著。     

化学–物理复合法在海底淤泥填海造地工程中的应用

 在凯科发展研究院多年前率先提出并倡导的采用化学–物理复合法来加快淤泥等软土的固结速度和大幅度提高其固化效果的基础上,联合中交四航工程研究院最新的真空预压技术,以珠江三角洲淤泥为例对化学处理后的高含水率淤泥进行室内三维真空预压排水模型试验,并同步进行常规的真空预压试验。试验结果表明,用真空预压法来辅助化学加固后的淤泥,在沉降速率上明显大于常规真空预压的速率;在相同的固结时间内,复合法所取得的无侧限抗压强度均远远高于单一真空预压法所取得的强度;同时在用新加坡海洋淤泥进行的相关同步试验中,复合法所取得的数倍高的抗剪强度也进一步验证该方法的有效性及优越性。因此,这个化学–物理复合法对于加固淤泥等软土地基,无论在学术上还是在大面积填海造地工程实践中均有广阔的发展和应用空间。     

黄河口沉积物固结过程电阻率监测研究

在现代黄河口采集沉积物,通过室内土样真空预压装置使沉积物固结,利用高密度电阻率仪监测沉积物固结过程中电阻率的变化;利用孔隙水压力监测、十字板剪切测试与微型贯入测试等测试手段,实时测定固结沉积物的孔压和不排水抗剪切强及贯入强度的变化;并定期取土样进行常规土工试验和室内固结试验。研究结果表明,黄河口沉积物在固结过程中土体电阻率大小同固结程度密切相关,固结过程中影响黄河口饱和粉土电阻率的主要因素为孔隙率;黄河口饱和粉土的电阻率与土体物理力学指标之间存在良好的相关性,通过电阻率测定可以有效估算土体各项固结指标,本研究为海床沉积物固结过程的原位监测提供了一条新途径。     

动力排水固结软基处理模型试验研究

介绍了动力排水固结室内模型试验,并从室内模型试验出发,对动力排水固结加固效果进行研究,建立了一个相似比1:2的室内动力排水固结加固淤泥质软土的试验模型,严格控制试验条件和工艺参数,研究了动力排水固结淤泥质软土的效果.通过室内模型试验研究,总结了动力排水固结加固软土地基效果的影响因素,被加固土体的变形规律,超孔隙水压力的消散规律和加固过程中软土地基振动液化安全稳性系数变化规律,提出了动力排水固结软土地基有效加固深度确定方法和动力排水固结加固效果评价方法.     

粉质黏土冻土三轴强度及本构模型研究

通过对南京典型粉质黏土10℃冻土在不同围压、固结方式、应力路径条件下的三轴试验,分析不同因素对三轴强度影响,结果表明：最大轴向偏应力随围压增大而线性增大,且重塑粉质黏土冻土的最大轴向偏应力随围压的增大速度大于原状粉质黏土冻土的增大速度;固结方式对内摩擦角影响较大,对黏聚力影响不大,先等压排水固结再冻结试样强度会大幅度提高;强度和弹性模量受应力路径影响,其中常规加载应力路径强度及弹性模量要大于卸载应力路径强度及弹性模量;基于Duncan-Chang模型建立考虑围压影响的冻结粉质黏土本构模型,参数a、b与围压呈负相关,获得原状粉质黏土以及先等压排水固结再冻结、先等压不排水固结再冻结和先冻结后固结重塑粉质黏土的破坏比均值分别为0.87、0.89、0.93和0.87。     

混合粉质粘土和疏浚土填埋场防渗垫层的环境土工特性研究

充分利用疏浚土有机质含量高、吸附能力强和低透水性等特点,将其作为填埋场粘土衬垫的添加材料。等温吸附试验和扩散试验的结果表明:粉质粘土掺入疏浚土后,对金属离子的吸附能力得到增强,尤其对高价Cu2+的吸附能力显著提高,同时可以显著地降低Cu2+的扩散系数。研究表明,有机质对Cu2+的强吸附能力是Cu2+扩散系数降低的主要原因。粉质粘土掺入疏浚土后极大地提高了粘土衬垫的环境土工特性,非常适合作为填埋场粘土衬垫。     

高土石坝的应力与变形

介绍了笔者近年来在影响土石坝应力变形计算的3个主要方面所做的工作:①剖析了邓肯E–ν和E–B模型的差异、对计算的影响、原因和适用条件,通过真三轴仪试验揭示土各向异性的一些规律,提出柔度矩阵性质来反映这些规律;②认为堆石体长期变形计算中应考虑晴雨引起的干湿循环作用,它可作为流变变形的一部分,提出了相应试验方法和计算方法;③提出两种心墙水力劈裂分析方法,一是有效应力与总应力相结合的方法,作施工期心墙的非饱和土简化固结计算,将孔隙水和气作为混合流体来建立固结方程,得出心墙的有效应力和水压力后叠加得总应力,与墙前水压力比较判别水力劈裂的发生,另一是近似反映施工期固结程度的总应力法,相应的本构模型参数用固结不排水剪试验确定。     

黏性土中静压桩挤土时效性的室内应变保持试验研究

许多学者基于圆孔扩张理论,采用挤土应力不变的假设给出了黏性土中挤土桩承载力时效性的解析解答,但是原位试验表明:作用在桩壁上的挤土应力是不断衰减的。通过利用应力路径三轴仪进行应变保持试验,模拟沉桩及随后的桩周土体的应力状态和物理性质的改变。试验结果表明:沉桩后作用在桩壁上的作用力近似呈对数衰减,桩周土体有效应力先减小后增大,固结完成后有效应力增量仅为(0.2～0.27)倍的超静孔隙水压力。因而,采用挤土应力不变的假设将导致过高估计桩基承载力的时效性。     

不同水环境下高分子材料改性粉土的试验研究

针对粉土的不良工程特性,采用高分子材料对粉土进行改性。通过无侧限抗压强度、干密度与含水率的变化曲线确定其最优含水率;对最优含水率的改性粉土进行渗透试验、毛细水上升试验、抗冲刷试验以及干湿循环作用下强度特性试验。研究表明：①改性粉土渗透系数得到了明显的降低;②改性粉土毛细水作用得到了明显改善,毛细水作用的上升高度大幅度降低;③随降水时间的延长,试样质量损失呈递增的变化规律,但递增量很小,表明改性粉土有较好的抗冲刷能力;④随干湿循环次数的增加,强度衰减较弱,破坏应变与最大应力变化很小;⑤土经高分子材料改性后,有较好的水稳定性,适于粉土地区高速公路建设中,作为路基填土使用。     

疏浚土作为填埋场粘土垫层防渗材料的研究

基于填埋场粘土类防渗垫层的3个关键因素:渗透性、强度、吸附性,对混合土(疏浚土和粉质粘土)与原粉质粘土做了大量对比试验。结果表明,在最优含水量时,前者的渗透系数低于后者,且随疏浚土掺入量增加而降低;前者的不固结不排水抗剪强度高于后者,且随疏浚土掺入量增加而增加;前者对Cu2 ,Zn2 的吸附能力远高于后者,在高浓度时对K 的吸附能力也较后者强,且随疏浚土掺入量增加有所增强。     

滨海相软土固结—渗透联合测定试验研究

将K0固结仪改装成高压固结—渗透联合测定试验仪,对上海地区滨海相原状软粘土试样、重塑软粘土试样和粉土试样进行了固结—渗透联合测定。对比分析了不同荷载和水头耦合作用下上海软土的变形及渗透特性,并对上海软土试样垂直向和水平向的e-k关系曲线进行了拟合,得到了孔隙比和渗透系数的关系表达式。试验结果表明：结构性对上海软土的固结...     

Consolidation behavior of an unsaturated silty soil during drying and wetting

In this work, the effect of hysteresis phenomenon on the consolidation behavior of an unsaturated silty soil was investigated through a program of experimental tests. Compacted samples were prepared by the slurry method and experimental tests were carried out in a double-walled triaxial cell. Consolidation tests were conducted by the ramping method at suctions of 0, 100, 200, 250 and 300 kPa on drying and wetting paths of the soil water characteristic curve. The results show that the paths of specific water volume and specific volume are not consistent during stabilization in either condition (drying or wetting). In addition, the yield stress for the wetting path is higher than that for drying. The trend of variations of the specific water volume during loading is similar to the consolidation curves for different suction. For both conditions of drying and wetting, the slope and intercept of the virgin line due to variations of specific volume and specific water volume are a function of suction. While their values decrease with increasing suction, these values are higher for the dry path than wetting.