固化剂处理硫酸盐渍土的盐胀与溶陷特性研究

为了降低硫酸盐渍土的盐胀与溶陷性,本文研究采用粉煤灰、氯化钙和水泥三种固化剂复掺对硫酸盐渍土进行处理,按照正交设计要求,分别以10%、15%、20%粉煤灰,2%、4%、6%氯化钙和1%、3%、5%水泥,固化含盐量为5%的硫酸盐渍土,在温度35~-25℃梯级下降过程中测定土体的盐胀量,并采用单轴压缩双线法测定土体的溶陷系数。通过极差和方差分析,验证试验中各因素对硫酸盐渍土盐胀性与溶陷性的影响机理。结果显示:土体的盐胀与溶陷主要发生在试验初始阶段,盐胀率与溶陷率随粉煤灰掺量增加而降低,随氯化钙掺量增加显著降低,随水泥掺量增加变化不明显。在该试验条件下,建议取用20%粉煤灰、6%氯化钙、3%水泥为最优配合比,以此来为硫酸盐渍土地区地基处理工程提供参考。     

王曲与蒲城电厂湿陷性黄土地基浸水试桩比较

通过对王曲、蒲城两个大型浸水试桩工程实例的地质条件、试验方案和试验结果的阐述和对比 ,分析了其静载荷作用下Q S曲线及桩身内力的异同点 ,指出了湿陷性黄土地基现场浸水试验的必要性以及目前存在的问题 ,提出了浸水状态下 ,加荷过程不同 ,对单桩最终沉降量影响较大 ,而对单桩极限承载力值影响甚小的结论。     

北京市山前缓倾台地黄土的湿陷性特征

通过室内试验和原位静载荷试验对工程经验和试验研究资料欠缺的北京市密云县浅山区薄层黄土的湿陷性特征进行了研究。根据室内试验成果,总结分析了研究区黄土物理指标与湿陷系数的关系。湿陷性终止含水量介于25%~30%;湿陷变形经历压密、稳定、破坏三个阶段;较小(50kPa)压力下黄土的湿陷敏感性弱,随着压力的增大敏感性增强,至100~150kPa时,敏感性达到峰值,随后逐渐减弱。选取研究区典型粉土层和粘土层进行了天然状态和浸水饱和后的原位静载荷试验,分析P-s曲线和s-lgt曲线认为,粉土层浸水饱和后的压缩变形经历四个阶段,湿陷性强烈,湿陷等级为II级,湿陷起始压力为50kPa;粘土层不湿陷,浸水饱和后应变硬化在0~25kPa阶段完成,此后沉降量基本随压力的增大呈线性增长,没有出现像粉土层浸水后在压力作用下结构性反复破坏的现象。     

粗粒盐渍土区既有高铁路基变形特性试验研究

为了探究某既有高速铁路路基变形特性,对路基填料进行了基础物理化学试验,得到了颗粒级配、最大干密度、最佳含水率和易溶盐含量等基本工程性质,然后选取典型标段路基填料,分别开展室内单次降温盐胀试验、溶陷试验、冻融循环试验和现场大型溶陷试验。结果表明:该段路基土体在单次降温试验中的最大盐胀率为0.96%,最大盐胀变形量与土样不均匀系数之间存在线性关系,土样最终盐胀量在很大程度上取决于土样级配和硫酸根离子含量; 在最不利工况下土样的最大溶陷系数为0.012,K87+950标段土样最终溶陷量最大,为5.67 mm,最大变形率为4.7%; K87+950标段路基变形量随温度变化呈现V形下降趋势,在第5次冻融循环周期相对融沉量达到最大,7次冻融循环后硫酸根离子沿土样高度呈现M形分布; 土样顶部接近制冷头部位的含水率明显增加,底部含水率减少,20～40 cm高度范围内土样含水率无明显变化,距土样顶部15～30 cm层位范围盐胀变形量最大; 由现场溶陷试验可知,注水量达到30 mm时,K31+000试验点路基溶陷量可达到最终溶陷量的80%,极端降雨不会引起该既有路基发生较大溶陷变形。     

聚苯乙烯泡沫颗粒轻量土水稳定性试验研究

为研究在长期浸水条件下聚苯乙烯泡沫(EPS)颗粒轻量土的水稳定性,通过密度试验和无侧限抗压强度试验研究了轻量土的物理力学性能。研究表明:EPS颗粒轻量土的单轴应力-应变曲线具有应变软化特性,可分为四个阶段:压缩密实阶段、弹性阶段、屈服阶段和破坏后阶段;浸水环境不会影响其应力-应变曲线的类型。浸水时间越长,应力-应变曲线峰值越高,平均变形模量越大,破坏应变越小。同时,轻量土的密度和强度具有良好的稳定性。浸水180 d土的密度绝对变化量为-0.01~0.02 g/cm~3,相对变化量为-3.43%~3.52%;强度的绝对增长量为192.51~618.40 k Pa,相对增长量为42.23%~108.34%,完全能够抵抗浸水环境的侵蚀作用。EPS颗粒轻量土是一种多孔弹塑性材料,其长期浸水条件下良好的水稳定性可使其在南方多雨及河网密集地带应用,轻质高强的特点可有效解决承载力不足、边坡失稳等工程问题。     

深厚湿陷性黄土中灌注桩承载力与负摩阻力的试验分析

以张家塬风电场工程为背景,根据其单桩竖向浸水载荷试验,对其中2#和28#试桩在天然状态下的单桩竖向承载力、桩顶沉降和桩身弹性压缩变形与荷载关系以及2#和28#试桩在浸水期间的单桩竖向承载力、桩顶沉降和桩身弹性压缩变形与荷载关系、浸水后桩身轴力传递与负摩擦力的演变特征进行了试验分析。     

典型天然盐渍土多次冻融循环盐胀试验研究

通过对新疆喀什地区12处天然盐渍土室内基本性质试验分析,选取典型天然盐渍土,在开放系统中进行反复冻融循环条件下的试验研究。从土的类别角度研究了天然盐渍土的盐胀规律。试验结果表明:低液限粘土前五次冻融循环过程中盐胀具有较好累加性,随着冻融循环次数的增加,盐胀量增长速度逐渐降低;含砂低液限粘土的盐胀过程可以被分为三个阶段;粘土质砂在冻融循环过程中的变形主要为冻胀和沉降变形,具有较好的溶陷累加性;低液限粘土、含砂低液限粘土的盐胀率和粘土质砂的溶陷率与冻融周期之间的关系符合二次抛物线变化规律。     

大厚度自重湿陷性黄土场地桩基负摩阻力计算方法研究

针对大厚度自重湿陷性黄土场地桩基负摩阻力的计算问题。首先,根据现场浸水试验沿深度实测沉降量与Boussinesq的竖向位移解的相似性,提出由地基总的自重湿陷量,计算桩周任意深度土层沉降量的方法;其次,考虑土体剪应力-剪应变的非线性和桩-土相对位移沿径向的变化关系,提出可以同时考虑土的非线性和极限抗剪强度的桩-土荷载传递函数;根据桩身单元的静力平衡,建立了桩身荷载传递计算模型,可计算桩身轴力、桩侧摩阻力、中性点位置和桩顶沉降量。将计算的结果与现场桩基浸水试验实测结果进行对比,表明了所提计算方法的有效性。研究结果可为湿陷性黄土场地桩基设计提供新方法,也可为其他场地桩基承载力计算提供参考。     

天然粗粒盐渍土大型路堤模型试验研究

西北地区分布着大量的粗粒盐渍土,研究其作为路堤填料的适用性,可充分利用当地资源和节约公路工程建设费用。为了使试验结果更准确地反映工程实际情况,在对天然粗粒盐渍土进行不同方法的化学成分分析试验、模拟季节交替冻融循环试验、有（无）附加荷载单次降温盐胀试验及大型溶陷试验的基础上,开展了多次冻融循环条件下大型路堤模型试验。结果表明：两种化学成分分析试验-规范法和过 5 mm 筛法分别得到的易溶盐含量相差较大,过 5 mm 筛法能更准确指导实际工程的施工;随着含水率的增加,粗粒盐渍土的盐胀量和溶陷量亦逐渐增大,溶陷累加性较显著; 50 kPa 附加荷载抑制该天然粗粒盐渍土的盐胀量可达 85% 以上;经多次冻融循环后,大型路堤表面的最大盐胀率仅为 0.44% ;该天然粗粒盐渍土可用于上部路堤填料。     

大厚度自重湿陷性黄土地基处理深度和湿陷性评价试验研究

 为解决大厚度自重湿陷性黄土地区地基处理深度和湿陷性评价等难题,在湿陷性黄土厚度大于36.5 m的场地进行以下浸水试验：不同深度的挤密桩处理地基深层浸水载荷试验,不同深度的孔内深层强夯处理地基载荷浸水试验,不打注水孔、埋设TDR水分计的原位浸水试验。研究结果表明：(1) 大厚度自重湿陷性黄土地基处理6～12 m、深层浸水时,发生显著地基下沉;15～20 m时,地基沉降较小;处理深度大于20 m时,地基沉降基本可忽略。(2) 浸水试坑22.5～25.0 m以上土体含水率增加较快,甚至达到饱和,以下土体含水率增加缓慢,基本没有发生湿陷。建议22.5～25.0 m作为大厚度自重湿陷性黄土地基处理和湿陷性评价的临界深度。(3) 大厚度自重湿陷性黄土地基在采取有效的综合处理措施之后,甲类建筑可以不全部消除湿陷量,乙、丙类建筑可以根据控制建议适当放宽对剩余湿陷量的要求。(4) 不同地区、不同微结构类型土的湿陷性应当采用不同的湿陷系数 来判定,即“湿陷系数 = 0.015”在自基础底面至基底下15 m的范围内可继续使用;15 m以下适当放宽,按不同深度对 进行修正,可使大厚度自重湿陷性黄土湿陷性评价趋于合理,有效节约大量地基处理费用。     

人工制备湿陷性黄土地基地下连续墙浸水试验研究

为研究湿陷性黄土地基地下连续墙基础竖向极限承载特性及浸水后负摩阻力分布特征,选用石英粉、砂、膨润土、石膏和工业盐制备了人工湿陷性黄土,对人工制备湿陷性黄土的物理力学特性进行分析;采用人工制备湿陷性黄土填筑模型试验,进行地下连续墙基础承载特性试验研究。研究结果表明:人工制备湿陷性黄土的物理力学参数与天然黄土基本一致,可用于湿陷性黄土与构筑物相互作用模型试验相似材料。地下连续墙竖向承载力达到其极限时,外墙和内墙总侧摩阻力荷载分担比为67%,确定地下连续墙为端承摩擦型基础。地基浸水湿陷后,中性点深度比为0.64~0.73,试验结果与桩基浸水试验测试结果较为一致。由于地下连续墙基础具有良好的整体性和防渗性,芯土不受水的影响,内墙侧摩阻力与承台土反力能够得以发挥,有效减小地下连续墙基础的沉降。     

大厚度黄土地层浸水湿陷对地铁隧道影响的模型试验研究

黄土力学特性对地层水环境变化极为敏感,水敏性黄土地层浸水对工程结构影响明显。为系统研究大厚度黄土地层浸水对地铁隧道的影响,自主研制可以再现基底和地表浸水工况的模型箱,综合考虑浸水影响因素制定不同工况,开展不同工况下隧道结构力学响应的模型试验,分析黄土地层浸水对地铁隧道的影响机制,建议湿陷性地基剩余湿陷量控制标准。结果表明:(1)随浸水深度增加,隧道基底和地表局部浸水均会引起土压力重分布,受地层的荷载传递机制影响,土压力变化趋势不均匀;基底全幅浸水土压力随着浸水深度增加逐渐减小,地表全幅均匀浸水土压力逐渐增大,两者变化趋势相对均匀。(2)基底局部浸水导致隧道地基局部承载力降低,引起隧道衬砌弯矩发生不规律变化,基底全幅均匀浸水导致隧道地基承载力均匀降低,衬砌各点的弯矩变化相对均匀;地表局部浸水隧道上方地层结构强度局部丧失,荷载逐渐作用于隧道衬砌上引起衬砌弯矩快速增大,地表全幅均匀浸水衬砌弯矩随着浸水深度的增加而增加。(3)基底局部浸水和地表局部浸水时,隧道发生了明显的水平位移和竖向位移;基底全幅浸水和地表全幅浸水隧道主要以竖向位移为主,水平位移不明显,基底浸水引起的隧道位移比地表浸水更大,局部不均匀浸水导致的差异沉降对隧道具有附加扭转作用,对隧道整体受力更不利。(4)当隧道基底湿陷地层为30 cm时,仅仅湿陷10 cm对隧道整体影响不大,允许有10 cm的剩余湿陷量,建议湿陷性地基的处治深度为20 cm。研究结果可为大厚度黄土地区地铁隧道前期设计及后期运营提供借鉴。     

湿陷性黄土基坑施工风险预测与应用研究

以某工程为例,采用有限元数值分析方法,对黄土湿陷前后两种状态进行数值计算和对比分析,结果表明,天然状态黄土具有较高的抗剪强度和承载力,地表沉降和水平位移较小,当浸水湿陷后,黄土结构产生破坏,承载力快速衰减,边坡产生较大的沉降和位移,严重影响基坑安全。根据现场监测数据与计算结果对比分析,说明采用数值计算方法可以有效预测湿陷性黄土基坑施工中的风险。     

DDC法复合黄土地基的原位浸水试验研究

针对黄土地区浸水载荷试验研究较少,在湿陷土层厚度为36.5m的兰州和平镇马兰黄土场地进行了持续时间为137d的DDC法复合地基的原位浸水试验研究,涵盖平整后场地的原位增湿、不同工况DDC桩处理地基及布设承台加荷浸水等阶段。试验结果表明：①桩长恒定,三桩间平均挤密系数λac随桩间距L的变化曲线可由Holliday公式表示。②承台总沉降量时变曲线呈现明显的“台阶”状,其陡增状态与水分的向下入渗引起桩侧及底部土体发生多次湿陷有关。③承台总沉降量时变曲线主要包括四个阶段,即陡增阶段、平稳阶段、缓增阶段与趋于稳定阶段;各阶段的拐点,可作为水分竖向运移规律研究的特征点位;各阶段沉降量增长形式差异与剩余湿陷量的发生方式有关。④承台周围地表隆起现象显著于地表沉降,可由地表隆起量的突变点位置及时间研究水分的水平运移规律。⑤DDC工法桩的建议合理间距为1.1m,桩长为20m。     

浸水对湿陷性黄土工程性质影响的试验研究

以湿陷性黄土为研究对象,本文通过室内试验和现场试验,探讨湿陷性黄土在浸水条件下对其工程性质的影响。分析了其抗压强度、抗剪强度、渗透性和湿陷性在水作用下的变化规律,试验结果表明,水的参与改变了土的物理状态,抗剪强度指标在浸水初期急剧下降,湿陷完成后逐渐恢复,湿陷量减少了90%以上。根据现场试验资料绘出了绝对湿陷量和湿陷速度随时间变化的曲线,拟合得出具有一定精度的表示公式,为研究预湿黄土处理提供参考。     

三峡库区碎石土地基浸水试验研究

碎石土广泛存在于三峡库区.三峡水库蓄水以后,库区常年水位将会比蓄水前抬高50～100m,大量原来在天然状态下的碎石土地基将会受到水的长期浸泡,从而导致其承载力下降,这将给库区蓄水后碎石土地基的稳定性评估及承载力验算带来一个新的难题.文章采取两种浸水试验方案来模拟库区碎石土地基在库水长期浸泡下的状况.试验结果表明,两种浸水试验方案是有效的,碎石土地基在水长期浸泡下其承载力大大降低,可达30%左右.     

大厚度自重湿陷性黄土湿陷变形规律研究

为研究大厚度自重湿陷性黄土湿陷变形规律,对自重湿陷土层36.5m的场地,进行直径40m的浸水试验。通过试验发现:浸水试验昼夜耗水量的变化规律基本上呈现先大、后缓、再稳定的趋势;场地中的地表沉降观测点的总湿陷量及沉降速率变化规律与深层沉降观测点的总湿陷量及沉降速率规律几近相同;大厚度自重湿陷性黄土场地湿陷变形规律呈现浸水期四个变化阶段和停水期两个变化阶段。     

大厚度湿陷性黄土隧道现场浸水试验研究

对于穿越大厚度湿陷性黄土地层的隧道,其围岩湿陷变形会威胁隧道结构的稳定性。为了分析黄土围岩湿陷变形对隧道衬砌结构的影响机制,选取典型大厚度湿陷性黄土隧道场地,通过开展隧道场地地面浸水试坑试验及隧道仰拱浸水试验,测试了地面入渗和隧道基底入渗过程中不同埋深地层的湿陷沉降变形及地基的沉降变形、入渗过程中围岩的体积含水率变化分布、试坑周边地层的侧向位移、衬砌结构接触压力和轴力,研究了既有隧道黄土地层的湿陷变形特性及水分运移规律、隧道结构力学响应。结果表明,隧道开挖、衬砌作用扰动黄土结构,增大了围岩及深层黄土的渗透性;与天然黄土场地试坑浸水入渗比较,增大了竖向浸水范围,减小了水平向浸水范围。隧道围岩湿陷变形改变了围岩与衬砌结构的相互作用性状。围岩湿陷和地基软化作用增大了二次衬砌结构侧墙竖向荷载和侧墙围岩的挤压作用,引起拱脚地基承载力减小和沉降变形发展,拱顶、拱肩接触面呈受拉状态;仰拱中部地基土的抗力作用抑制其沉降变形,从而使得拱脚和仰拱中部出现显著的沉降差,导致仰拱混凝土开裂,形成纵向裂缝。此外,浸水范围内黄土的湿陷变形不仅引起竖向沉降变形,还会引起周围土体产生侧向水平位移;洞口边坡场地黄土的湿陷性和地层湿陷变形差异较大,反映了黄土山岭黄土场地地层条件复杂多变的特征。     

昔格达土浸水压缩试验研究

通过对19%,21%,23%,25%不同含水率的昔格达土进行不同标准的固结试验,得出昔格达土在快速固结法和标准固结法下固结参数的差异性,并通过浸水压缩试验得出了不同含水率下昔格达土的湿陷系数及自重湿陷量,判定其仅在25%含水率下具有轻微湿陷性,最后通过对昔格达土添加水玻璃改性后得出改性后昔格达土的湿陷系数,结果显示改性后的昔格达土湿陷性显著降低,研究成果有一定的实践价值和社会意义。     

后注浆与非注浆单桩竖向抗压极限承载力及侧阻力对比分析

依据某工程在后注浆和非注浆两种条件下的3组6根钻孔灌注试验桩,采用锚桩法静载试验和振弦式钢筋测力计法,对钻孔灌注桩进行了破坏性试验,确定了两种条件下钻孔灌注桩单桩竖向抗压极限承载力、桩侧土极限侧阻力和桩端土极限端阻力。通过对钻孔灌注桩试验结果的对比分析可知,在后注浆成桩条件下,单桩竖向抗压极限承载力提高了55.0%;在非注浆试验桩单桩竖向抗压极限承载力值时,后注浆试验桩的沉降量减少了34.6%~63.9%;桩侧土极限侧阻力除细砂层提高了95.6%~105.1%外,其他地层提高了48.5%~63.3%,桩端土极限端阻力提高了18.0%。研究成果为该区域工程桩设计提供了准确、有效的依据。