振动波型对X形桩桩–筏复合地基动力响应影响的模型试验研究

基于大比例模型试验系统,开展砂土地基中现浇X形桩桩–筏复合地基的模型试验研究;分析正弦波与"M"波荷载作用下X形桩桩–筏复合地基的累计沉降、动位移幅值、动刚度、振动速度等的变化规律,初步揭示X形桩桩–筏复合地基动力响应机理。试验结果表明,桩筏复合地基的沉降s与荷载循环次数N的关系曲线可近似用对数函数描述;动位移幅值和动刚度与荷载形式和振幅有关。振动速度随深度增加而逐渐衰减,碎石垫层在振动速度向地基土传播过程中起到了良好的减震作用。研究成果为X形桩–筏复合地基的应用提供了参考依据。     

透明土与标准砂压缩变形特性对比试验研究

人工合成透明土模拟天然土体,以研究土体内部位移场和渗透场等问题的可视化模型试验方法逐渐得到相关工程技术人员的认可与应用;然而,针对不同类型人工合成透明土的压缩变形特性的研究却相对较少。基于熔融石英砂和无定形二氧化硅这两种固体颗粒材料,开展不同孔隙液体、粒径范围及相对密实度等情况下的单向压缩试验;分析不同制配方法和制配材料所制配成的透明土材料的压缩变形特性,并与福建标准砂、Toyoura砂的单向压缩试验进行对比分析。同时,针对典型透明土土体在载荷板作用下的土体内部位移场进行了简要对比分析。试验结果表明,本文试验条件下,由蔗糖溶液制配的熔融石英砂透明土压缩性相对于由混合油及溴化钙溶液制配的压缩性更接近天然砂土;熔融石英砂相对于无定型二氧化硅更适合模拟天然砂土;与福建标准砂相比,透明土材料的压缩性相对较大,且目前模型试验中常用的0.5~1.0 mm粒径制配成的透明土压缩性相对更大,值得相关研究人员重视。     

能量桩桩-土接触面力学特性室内试验研究

基于地源热泵桩埋管形式的能量桩技术逐渐在工程中得到推广应用;但是,针对冷热交换影响下能量桩的承载力特性研究相对较少,尤其针对能量桩-土接触面的摩擦力学特性研究相对更少。基于室内土工试验和南京地区3种具有代表性的典型土样,针对能量桩-黏土、能量桩-粉土和能量桩-砂土接触面的摩擦力学特性进行室内土工直剪试验;着重分析不同桩体温度和桩周土体含水率等情况下能量桩-土接触面力学特性。研究结果表明,相同含水率情况下,能量桩-黏土接触面的温度效应最明显、能量桩-粉土接触面的温度效应次之、能量桩-砂土接触面的温度效应最小;相同桩体温度情况下,桩周土体含水率的大小对能量桩-黏土接触面力学特性的影响最明显、对能量桩-砂土接触面力学特性的影响最小;相关研究成果为能量桩承载力的设计与计算提供一定的参考依据。     

关于“大厚度自重湿陷性黄土中灌注桩承载性状与负摩阻力的试验研究”的讨论

<正>笔者近日有幸拜读了黄雪峰等先生的"大厚度自重湿陷性黄土中灌注桩承载性状与负摩阻力的试验研究"一文(《岩土工程学报》2007年第3期,以下简称"原文")。原文通过对大厚度自重湿陷性黄土中灌注桩承载性状与负摩阻力的现场试验研究,为工程设计及规范修订提供了宝贵的现场参考资料。笔者意欲在以下几点向原文作者请教和商讨。     

悬浮能量桩-筏基础的热-力学特性数值模拟

针对温度荷载与力学荷载共同作用下砂土地基中的悬浮能量桩-筏基础,建立热-力学响应分析的三维非线性有限元数值模型,研究能量群桩效应、桩间土的温度变化以及能量桩数量和布设方式对桩身附加轴向应力和桩头差异沉降的影响.结果表明,升温荷载作用下,能量群桩内部任意一个桩的桩身附加轴向压应力比单桩作为能量桩时要小得多;在部分能量桩-筏基础中,能量桩的附加压应力沿桩长呈抛物线分布,数值随能量桩数量的增加而减小;非能量桩的附加轴向应力沿桩长呈S形分布,非能量角桩和边桩的上部出现附加拉应力,数值随能量桩数量的增加而增大;能量桩的布设方式对能量桩附加轴向应力有较大影响,但对非能量桩附加轴向应力的影响较小;能量桩非对称布设时桩头间的差异沉降较大,桩周围土的温度取决于其周围能量桩的数量.     

人工合成透明土的孔隙流体折射率试验研究

针对多种与熔融石英砂折射率相匹配的人工合成透明土无机溶液孔隙流体,系统研究了孔隙流体折射率随温度、浓度(或体积比)的变化规律。试验结果表明,无机物的折射率与无机物溶质的固体颗粒的折射率没有太大关系,而与溶解度即浓度有关系,与离子结构有很大关系,与分子量大小有一定关系;无机物的折射率随着浓度的升高而升高且呈线性变化;无机物的折射率受温度的影响不明显,但是随着温度的升高而降低且呈线性变化。     

水平荷载桩室内模型试验系统研究

水平荷载下桩周土体的变形特性直接影响桩基的整体水平向承载力特性,然而常规试验手段下,水平荷载下桩体变形特性可以获得,而桩周土体的变形特性很难获得。因此,设计一套基于透明土材料和PIV(particle image velocimetry)技术的水平加载系统及其光学量测系统(主要包括光学平台、CCD(charge-coupled device)相机和线性激光器等),对水平受荷桩在加载过程中桩周土体位移场的发展变化进行非插入式量测;同时通过多切面的土体位移场的测量,得到水平受荷桩桩周土体变形的三维位移场,并与数值模拟结果进行对比分析。试验结果表明,桩顶荷载–位移关系表现为陡降型关系曲线,与典型的密实砂土中水平受荷桩的承载特性类似;在试验条件下,桩体表现为刚性转动破坏,转动支点约在基桩埋深的78%处。     

高压旋喷桩法在既有高速公路软基治理中的应用

结合江苏省沿海高速公路软基工程实例,介绍了高压旋喷桩法的加固机理、设计方法、施工工艺以及质量控制方法,对施工过程中的路面隆起情况进行监控分析。研究表明,高压旋喷桩技术可以有效处治既有高速公路软基工后沉降问题。本工程实例为后续类似工程优化设计和质量监控提供参考。     

基于CDIO理念的温控界面仪实践教学与课程思政

基于土工三轴仪设备,联合温控系统创新性地研发了温控界面仪,实现三轴应力状态下结构物与土体界面特性的测试,为揭示结构物-土体相互作用机理提供了技术支撑。基于CDIO工程教育理念,将温控界面仪科研成果转化为实践或实训教学项目。本科生参与温控界面仪的开发、测试与试验过程,学习优质科研成果的创新路径和创新方法,从而以该工程为示范掌握工程项目构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运行（Operate）全过程。学生们不仅学习科学知识,而且掌握科研思维方法,最终实现学生分析与解决问题能力、创新创业能力全面提升。     

冻融循环下粉砂中螺旋锚抗拔稳定模型试验研究

目前螺旋锚基础在寒区电力工程中得到初步应用，然而季冻区螺旋锚的冻拔稳定性研究有限，尤其缺少针对输电线路基础受力工况的冻融循环试验研究。因此，针对粉砂中螺旋锚冻拔性能进行了室内封闭系统单向冻融循环模型试验，探讨锚几何尺寸、锚顶约束条件、冻融循环次数及冻结边界温度对螺旋锚冻拔位移发展规律的影响。结果表明，锚盘埋于冻深线以下时，冻拔位移量与锚的抗拔承载力基本相关，未冻土中锚的上拔承载力越大，其冻拔位移越小；承载力相近时，锚盘间距小对抗冻拔有利。锚顶自由时，升温锚顶位移部分恢复；而锚顶作用上拔荷载时，升温过程中上拔位移仍持续发展。大盘径锚和小间距多盘锚抗冻拔效果好，在第3次冻融循环后位移增量趋于稳定。在封闭系统下，相同的冻结时间，冻结边界温度降低会增大锚杆切向冻拔力，从而加剧冻拔位移的发展。所得结论可为季冻区螺旋锚基础设计提供一定参考。