动力排水固结法处理软土地基孔压和变形问题研究

通过动力排水固结法处理饱和软粘土地基现场试验测试数据。寻求动荷载作用下饱和软粘土的孔压和变形的发展规律。发现同一深度土体超静孔隙水压力的消散与变形具有一致性关系。对动力排水固结法加固淤泥类软土地基的作用机理研究和工程实践具有指导意义。     

高能冲击作用下淤泥水柱效应试验研究

针对笔者早期提出的静动力排水固结法处理高含水量饱和软黏土时存在水柱效应问题,利用多向高能电磁力冲击试验系统,对珠三角的淤泥进行高冲击能静动力排水固结室内模型试验,获得了淤泥力学响应相关规律: (1)土层中部与下部位置之间土压增量差值十分相近,孔压增量之间、土层压缩量之间亦有类似规律,初次验证了水柱效应的存在,即沿地基深度方向因瞬时不可压缩的水柱特性而可将相当部分夯击力传递至地基深处;(2)随着夯击遍数增加,冲击产生的附加应力与土自重比值逐渐增大,有效加固深度相应增加,夯击能可有效传递至地基土体深部。结果表明,当土中设置了竖向排水体系,不但有利排水,而且具有水柱效应,夯击时近似不可压缩的水柱可将冲击能量传递至地基深部软土中,使深层土体较充分排水固结。     

基于量纲分析的冲击荷载作用下饱和软粘土孔压增长模型研究

基于量纲分析法并结合广州南沙某石化仓储软基处理工程,确定静动力排水固结法软基处理中影响孔隙水压力的主要因素,并确定冲击荷载作用下饱和软粘土孔压增长模型,以供该地基加固方法前期参数确定及后期沉降计算作参考。     

软土的振动排水固结特性试验研究

以江苏镇江某现场软土为研究对象,室内利用自主设计的动态固结渗透仪模拟饱和软土在振动荷载作用下的响应。在不同排水条件、围压、静荷载、振动荷载和频率下进行排水固结试验,并同单一的静压排水固结试验进行对比,重点分析试验过程中的动应变和固结排水效应,探讨软土的动力固结排水机理。试验结果表明,振动作用可以明显地提高排水速度,增加排水量;固结压力、振动荷载和频率对软土的振动排水效应产生显著的影响。试验结果和振动排水的机理分析,对当前软土地基处理及其施工工艺设计具有重要的实用价值和指导意义。     

静动力排水固结法最佳冲击能研究及应用

静动力排水固结法可有效用于处理淤泥类超软土地基,在综合考虑土层承载力特征与等效排水能力及其变化等因素基础上,对最佳冲击能加以分析确定,建立该法软土地基最佳冲击能理论模型,导出最佳冲击能计算公式及给出其参数确定方法;并以大型淤泥地基处理工程为背景,进行实际应用。模型理论计算和现场实测结果对比表明:静动力排水固结法用于超软土地基处理,且应力扩散角按现场实测取值时,被加固软土顶面上夯击产生的最大附加压力较合理值为其承载力特征值的2~3倍;该最佳冲击能模型能合理描述实际淤泥地基处理工程各过程结果及机制,表明了其适用性及合理性,为静动力排水固结法处理软基科学设计及过程质量控制提供了依据与有效计算公式。     

动力排水固结中孔隙水压力增长和消散规律

 基于现场实测, 对动力排水固结法处理饱和软粘土地基过程中的孔隙水压力变化特性进行了分析研究, 发现孔隙水压力增长与消散具有独特的规律, 所得结论为动力排水固结法的工程设计和理论研究提供了依据。     

考虑土体三维强度特性的静压桩周超孔压解析及演变

 将饱和黏性土中静压沉桩过程近视看作柱孔不排水扩张问题,在充分考虑土体三维强度特性的条件下采用SMP准则改进的修正剑桥模型,推导得出柱孔扩张引起超孔压的基本解答。在此基础上,考虑桩周土竖向和径向固结,建立空间轴对称固结方程的定解条件,采用分离变量法求得桩周超静孔隙水压力消散的级数解答。分析桩周土体超静孔隙水压力随时间和空间的演变规律,揭示应力历史、径向和竖向固结系数以及剪切模量等因素对初始超孔压的产生和随后的固结速率的影响规律,并通过实例验证本文解答的合理性和适用性。通过与现场实测对比,本文解答较好地反映了静压桩周土体超静孔隙水压力的演变规律。此外,桩周土体的超静孔隙水压力随距桩侧径向距离增大呈对数衰减。剪切模量和竖向固结系数对桩周土体固结速率影响较小,而土体超固结比和径向固结系数对固结速率影响较为显著,表明超孔压消散主要发生在径向。研究成果对静压桩承载力的确定具有一定的指导意义。     

高真空击密法在软土地基处理中的应用

目前,我国动力固结法及静力排水固结法地基处理技术都已较为成熟,但仍存在较多不足之处,动力固结法处理软粘土地基引起孔隙水压力的增长不能及时消散,易形成＂弹簧土＂;静力排水固结法加压系统繁琐,工期长。本文针对以上二种地基处理法的缺点,提出了应用高真空击密法处理地基的新方法,介绍和探讨了该方法在软土地基处理中的特点、工程应用及方案设计,并对该方法处理软土地基的效果进行了简要的分析。     

静动力排水固结法在软土地基中的应用

结合工程实例,介绍了静动力排水固结法的加固机理及其施工技术,并对其工艺参数进行了阐述,通过试验分析,对空隙水压力和分层沉降量进行了分析,指出采用静动力排水固结法处理软土地基具有工期短、造价低、效果好等优点,值得推广。     

淤泥质粘土在冲击荷载下固结机理研究及应用

越来越多的理论研究和工程实践表明，动力排水固结法加固淤泥质饱和软粘土地基是行之有效的。其实质是在淤泥质饱和软粘土层上铺设渗透性能好的素填土或碎石土，在冲击能作用下形成“硬壳层”，该硬壳层充当冲击能量向深部饱和软粘土传播应力的载体，土体中被冲击荷载激发出来的孔隙水沿着布置在软土地基中的空间排水网络排出，土体得以固结，强度提高。围绕动力排水固结法加固淤泥质饱和软土地基的加固机理和施工工艺这一课题，利用土动力学方面的分析手段进行了如下系统的研究：(1)评价了广西钦州港淤泥质饱和软粘土的工程特性，并对强夯处理前后土的物理力学指标之间的相关关系的变化作了比较。提出了室内动力固结试验装置的设计思路，并验证了改造后的动力固结装置模拟现场动力排水固结施工的可行性。在室内试验的基础上，对冲击荷载作用下的饱和软粘土的冲击应力、孔压和变形规律进行了系统的研究，提出了饱和冲击能量、合理冲击击数、冲击遍数、冲击能量大小和施加顺序等施工工艺要素的确定方法。(2)就排水措施的使用、不同固结状态以及固结围压大小几个方面对原状土样和重塑土样在冲击荷载下的动态响应特性的影响进行室内试验，发现原状土样与重塑土样在动态响应上的异同，指出由于软土具有一定的结构性，不能完全依赖重塑土试验来研究软土的动力特性，但重塑土表现出的一般的规律性对原状土的研究具有重要的参考价值。(3)通过室内试验的研究发现：淤泥质饱和软粘土在冲击荷载作用下孔隙水压力符合双曲线型发展模式，而轴向变形的发展模式用对数-双曲线型式加以拟合则更趋合理。并且给出用与切线模量相关的标准确定加工硬化型应力-应变关系曲线的破坏点的方法，提供了利用任意固结度下的应力路径求解不排水抗剪强度的计算公式。(4)引入双屈服面弹塑性本构模型和动态形函数的概念，用显示积分法求解Biot动力固结有限元方程，编制了相应的计算程序DCFEM，对单击荷载下饱和软粘土的动态响应特征进行数值模拟。计算结果表明，应力波在土体中是按竖立的椭球面传播的，数值计算结果、室内试验结果与现场测试三者之间较为吻合。(5)对本文研究成果进行总结，按照本文室内试验结果，结合已有的成果，给出了动力排水固结法加固淤泥质饱和软粘土地基的加固机理和施工工艺。     

不排水升温条件下黏性土孔压响应

 核废料的埋置和能源桩的使用都会升高地基土的温度,改变土的力学性能(特别是强度、刚度),造成高温结构周围地基土的额外变形、甚至失稳。以往的相关研究主要揭示排水升温(慢速升温)对土体力学性能的影响,而很少考虑实际工程中经常遇到的不排水升温(快速升温)对地基土的影响。基于理论和试验,对黏性土在不排水升温过程中的孔压响应进行了研究。在理论研究方面,基于临界状态土力学框架,推导了黏土温度与孔压的关系。同时在GDS三轴仪中增设温控仪,对2种黏土(紫金港黏土、马来西亚高岭土)不排水升温的孔压响应进行实验研究。实验结果显示,不排水升温作用下,正常固结土和超固结黏土中均产生正的超孔压。超孔压随温度的升高而增大,但随土体超固结比的增大而减小。对于正常固结土,在20 ℃～55 ℃范围,每升高10 ℃,土体有效应力约减小10%。当超固结比大于10后,不排水升温引起的超孔压几乎可以忽略。通过公式计算得到的黏土温度与孔压的关系与实验结果对比较好,验证了公式的可行性。     

孔压静探在高速公路试验段勘察中的应用

本文探讨了根据孔压静探试验在高速公路地基勘察中应用的相关理论和方法。并以淮盐高速公路试验段为例 ,对土层进行划分 ,并对地基土的不排水抗剪强度、固结系数等参数进行了估算。通过与其他试验结果的对比分析 ,可以得出结论 :孔压静探试验适合于估算地基土的土性参数。     

静动力排水固结法的加固机理和工艺研究

介绍了静动力排水固结法的特点,并从静力作用、能量转换、水性变化、排水固结和部分触变固化五个方面对饱和软土静动力排水固结加固机理及其工艺特征进行了阐述,从而保证软土地基的处理效果.     

静动力排水固结法处理软基试验研究

结合海南洋浦港区小铲滩作业区软基处理工程,总结了场地工程地质特点,通过对多种地基处理方法的综合比较分析,选择了静动力排水固结法进行分区处理,探讨了该法的加固机理及设计方法.通过现场监测和检测,表明静动力排水固结法处理洋浦港区软土地基具有良好的效果,可供同类工程参考.     

动力排水固结法的理论及工程应用研究

 博士学位论文摘要　通过理论分析、数值模拟和现场试验等方面对动力排水固结法加固饱和软粘土地基的机理与效应以及施工工艺进行了比较系统的研究。针对动力排水固结法的基本特点, 基于Biot 固结理论和有效应力原理, 建立了轴对称动力固结问题的流、固耦合分析有限元基本方程, 进而编制了流、固耦合近场瞬态波动轴对称有限元时域模拟程序。对饱和软粘土地基动力排水固结进行了数值模拟分析, 得出了动力排水固结过程中土体动态响应基本规律和加固深度与影响因素之间的关系。研究了强夯作用下地基的振动特性, 提出了最小安全距离的确定方法和减振措施。通过现场试验, 进行实测分析和数值模拟分析, 揭示了动力排水固结中孔隙水压力的长消规律, 研究了动力排水固结法的加固效应, 进而证实了信息化施工的可行性。最后, 探讨了动力排水固结法的加固机理, 并提出了相应的施工工艺, 可供实际工程参考。     

动力排水固结法在广州软土地基处理中的应用

通过分析广州软土地基的特点和地基综合处理的要求,结合现场动力排水固结试验和效果比较,探讨动力排水固结法处理软土-松砂双层软弱地基的原理,研究动力排水固结法在处理软土-松砂双层软弱地基时设计施工参数的选取要求。研究表明正确选择动力排水固结法的设计施工参数,可有效加固软土和其下的松砂。     

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.     

南沙泰山石化仓储区化工品库区的软基处理工程施工

排水固结法即指给地基预先施加荷载,为加速地基中水分的排出速率,同时在地基中设置竖向和横向的排水通道,使得土体巾的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法.塑料排水带作为软土地基排水加崮处理方法,目前广泛应用于公路、水利等地基处理工程,本文结合南沙泰山石化仓储区化工品库区的软基处理工程施工,介绍了"静动力排水固结法"的施工设备和施工工艺,以供同行参考并指正.     

不同加固方法处理吹填淤泥地基的对比分析

以大亚湾石化区填海工程中吹填淤泥地基加固工程为背景,探讨真空预压法和静动力排水固结法两种地基处理方法在相同面积、同一吹填口吹入淤泥的H1和I1地块中应用的情况。同时从地基沉降值、土体的物理力学性质、原位测试指标等方面,分析了真空预压法在H1地块、静动力排水固结法在I1地块的加固效果,比较了两种方法的优缺点。结果表明,静动力排水固结法更适用于该区域的吹填淤泥地基加固。     

静动力排水固结软基处理技术的试验研究

为消除某工程软土地基的不良地质现象,以纬三路为试验段,采用静动力排水固结法对软土地基进行了处理,确定了该方法的适用性,试验结果表明:采用静动力排水固结法可以有效地减小工后沉降,提高软土的强度,并能有效地改善填土性质,且费用低廉,施工周期短。