新近吹填区道路真空预压处理沉降特性

为满足市政道路工后沉降及高承载力要求,常需对新近吹填淤泥真空预压超软土地基进行二次深层处理。以温州市某吹填淤泥工程为例,分析了深层处理区块一次浅层处理和二次深层处理沉降特征。研究表明,真空预压处理固结沉降随吹填淤泥厚度和插板深度呈一定变化规律,且不同时期存在较大差异性,真空预压深层处理阶段浅层吹填淤泥土固结效果依然明显。     

不同方法估算路基最终沉降量的分析研究

用ａｖ１－２法、ｅ～ｐ′曲线法、ｅ～ｌｇｐ′曲线法、有限元法四种沉降计算方法分析沪宁高速公路典型软土路段不同堤高时的地基沉降规律，探讨在该地区考虑土的超固结特性及考虑土的侧向变形对地基沉降的影响程度，提出土的超固结影响修正系数ｍｓ１和侧向变形修正系数ｍｓ２的取值方法和取值范围。分析表明，忽略土层的前期固结应力的影响是造成沉降量估算过高的主要原因。     

真空预压吹填淤泥地基均匀性的离散元模拟

吹填淤泥是典型的由水力吹填形成的欠固结沉积软土,因此常选用真空预压法对其进行加固。 由于吹填淤泥缺乏稳定的土骨架结构,在真空预压过程中土颗粒发生大范围的流动。随着颗粒流动的 发生,土体孔隙结构产生不均匀分布,并且排水板周围形成相对密实和弱透水性的“土柱”。文中利用离 散元方法,数值模拟真空预压过程中吹填淤泥地基固结过程,研究固结后土体孔隙率的不均匀变化随多 个因素的变化规律。其次,依据数值模拟的结果提出一种新的真空固结吹填淤泥地基的施工工艺。该 施工工艺通过调整打设排水板的步骤提高真空预压固结的效率。     

软土地基堆载吹填淤泥并同步真空预压加固技术

针对软土地基上吹填造陆工程中真空预压法加固软土地基和吹填淤泥工期较长、效果较差的问题,提出了堆载吹填淤泥并同步真空预压加固技术,将吹填淤泥加固及软土地基加固两阶段施工整合到一个真空预压周期内完成,大幅度缩短了造陆工期。试验结果表明:该技术有效解决了常规真空预压法中上部吹填淤泥变形过大,影响下部软土地基加固效果的问题,并且充分利用吹填淤泥的自重,无须额外的堆载材料,即可使软土地基处于真空联合堆载预压的加固模式,进一步提高了加固效果。     

上硬下软双层地基的非线性沉降分析

以秦皇岛地区地基条件为例，根据当地软土及砂土的载荷试验结果确定出各自的修正切线模量方程，然后按修正切线模量沉降计算法分析了上硬下软双层地基中条形基础的非线性沉降特性，最后对双层地基中条形基础的沉降变形控制设计方法进行了探讨．分析结果表明：硬土持力层及下卧软土层厚度、基础宽度对双层地基的沉降变形特性有显著影响，硬土持力层厚度增加会大幅增加地基的承载力，而软土厚度变化对承载力的影响不明显．与采用压缩模量的修正分层总和法相比，采用修正切线模量法得到的计算结果更加准确．     

真空预压加固吹填淤泥地基的孔隙水压力特性

现场孔隙水压力的变化过程能反映地基加固过程中有效应力的发展,现场孔隙水压力的监测是真空预压加固软土地基的重要监测内容之一。通过现场孔隙水压力监测资料, 用曼德尔效应解释了真空预压加固吹填淤泥前期出现孔隙水压力增大的现象,分析了真空预压加固吹填淤泥地基出现曼德尔效应的原因,结果表明,在真空预压加固吹填淤泥地基时曼德尔效应的持续时间沿深度逐渐缩短。综合考虑土的固结状态、负压的传递及工程所处环境表明,真空预压加固吹填淤泥时,孔隙水压力的变化受吹填土的欠固结程度、负压的传递和膜上覆水压力等因素综合影响。     

刚性桩复合地基承载力计算问题的探讨

刚性桩复合地基的应用越来越广泛,但对于刚性桩复合地基的承载力如何合理确定,沉降如何合理计算,尤其是对于一些特殊地质条件下,更是存在值得研究的问题。针对目前规范方法计算刚性桩复合地基承载力中存在的一些问题,如天然硬土地基深宽修正后承载力可能大于复合地基承载力、分层地基桩间土承载力取值等问题,提出通过桩土变形协调获得复合地基的荷载沉降p～s曲线,由复合地基的荷载沉降曲线,依据强度安全和变形控制的方法确定复合地基承载力的方法,可以更好的解决复合地基承载力的问题。文中通过案例分析进行了证明,以供参考。     

浅谈换填垫层法在北方河流相软土地基中的应用

地基土与上部建筑有着密切的关系,地基土的工程特性直接关系着地基处理方式的选择及地基施工方案的确定,特别是不良地基土对建筑建设影响巨大。我国的不良地基土主要有:软土地基土、多年冻土地基土、膨胀土地基土等。北方河流相软土就是其中之一,其主要特征表现为:天然含水量大、压缩性高、承载能力低、易变形等不良地质特性。软土易产生不均匀沉降而影响基础的稳定性能,对建筑物危害极大。文中针对天水市麦积区渭河城区段河道治理工程,因地制宜,采用抛石换填法处理厚度为2.0m~4.7m的淤泥质软土层,处理后地基承载力达260kPa,满足设计要求。     

软土地基预加固对桩基竖向承载特性的影响研究

针对目前软土地基预加固处理对桩基竖向承载特性影响的定量分析不足的问题,依托大型围垦工程案例,就软土地基预加固处理对桩基竖向承载力提高、桩顶沉降控制及负摩擦阻力减小等方面产生的影响进行了定量研究,给出了桩基极限侧摩擦阻力定量计算的α法、API-2000法及λ法,同时给出了桩基极限端阻力及桩顶沉降计算公式。通过工程案例,分别对原状淤泥土、预加固处理后的地基土中的试验桩进行竖向静载试验,并依据前述3种计算方法进行对比验证分析。分析结果表明：根据《建筑桩基技术规范》提出的建议值计算的桩基竖向极限承载力比现场试桩值偏保守,而采用α法计算的桩基竖向极限承载力更接近现场试桩值;对深厚淤泥软土地基进行预加固处理,可以有效提高桩基竖向承载力,但工程案例中竖向承载力提高近50%,同时对桩基负摩擦阻力及桩基沉降控制效果显著。研究成果可为类似软土地基加固工程提供参考。     

长短桩复合地基承载力计算公式探讨

《地基处理规范》(JGJ79-2002)和该规范2010年征求意见稿中有关CFG长短桩复合地基承载力计算公式的不同,以及征求意见稿公式中发挥系数和桩间土承载力特征值的取值在实际设计中的注意事项,所表述与各实际地基中桩和桩间土的承载性状是不相符的。2010稿公式(7.1.5-2)中各发挥系数的引入使公式与复合地基中桩和桩间土的承载性状较为一致,但在刚性基础下,一般中、硬土层中,桩间土承载力发挥系数β均大于1,现场测试和室内试验也已得到验证。2010稿中λ和β的取值推荐范围偏低。由于增强体(CFG桩)的作用,桩间土的承载能力比天然地基承载力会有一定程度的提高,两者的差异随地基土的工程特性、增强体的性质、增强体的设置方法不同而不同,通过对桩间土承载力的提高主要所受影响因素的分析,桩间土无试验资料时可取天然地基承载力特征值,而在其它系数中又没有体现桩间土承载力的提高,这也造成了复合地基承载力计算值偏低。     

强夯荷载作用下地基竖向位移数值分析

为反映强夯荷载作用下地基竖向位移变化特点,基于功能原理推导出强夯荷载作用下等效接触拟静力峰值计算公式;借助ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立强夯数值模型,将强夯荷载简化为三角形冲击荷载对强夯过程进行数值模拟,并以南通某强夯法处理冲填软土地基工程为实例对这一强夯后地基竖向位移计算方法进行了验证。实例计算结果表明:该方法计算得到的地基竖向体积变化占地基总体积变化的比例与实测相近;用体积变化比例代表能量分配系数计算得到的竖向位移值与实测值相近;该方法用于冲填软土地基是适用的。     

高速公路软土路基沉降及处治数值分析

基于土体固结理论,采用ABAQUS有限元软件对某跨越软土地区的新建高速公路路基沉降量及差异沉降进行分析,并对该工程中采用粉喷桩加固软土地基的处治效果进行了验算。数值模拟计算表明:未经处治的软土地基,随着路堤与路面结构逐渐修筑完成,路基的沉降量随着填土的增加逐渐增加,且初始沉降速率大于后期沉降速率,该路面竣工15 a后,路面表面的差异沉降达到2.2 cm,需对软土地基进行处治以满足道路后期使用性能;在软土地基中采用竖向粉喷桩进行地基加固后,路表面各点的沉降量显著降低,各点处的差异沉降量极小,几乎可忽略不计,表明增设粉喷桩群后,软土地基的强度与刚度得到了显著的提高,有效控制了路基的差异沉降。     

西霞院电站软基承载力及沉降计算分析研究

针对西霞院电站软岩硬土地基的特点,设计通过对多种规范的分析,确定了对电站深基坑地基承载力修正及沉降计算采用的方法,针对软基提出了电站安全运行沉降控制标准;通过工程类比法,对沉降计算结果进行了进一步分析;观测资料显示,电站基础沉降变形满足设计要求,表明设计采用的计算方法是合适的。     

真空预压联合导电排水板电渗法加固海相吹填土现场试验

为推动真空预压联合导电排水板电渗法在大规模吹填土地基加固中的应用,依托温州某海相淤泥吹填工程进行了真空预压联合导电排水板电渗法试验,并与真空预压联合金属电极电渗法和常规真空预压法进行了对比试验,对膜下真空度、地表沉降、电流电压变化进行了分析,着重分析了加固后地基承载力增长规律。试验结果表明:导电排水板可以取得与金属电极同等加固效果,导电排水板在电渗加固中具有一定的有效性和可行性,导电排水板的布置方式对加固效果也具有一定的影响;真空预压联合导电排水板电渗试验的地表沉降量超过常规真空预压法9%以上,地基承载力超过常规真空预压法21.4%,土体深层承载力也得到一定程度提高,加固效果显著。     

桩承式复合路基填筑期沉降的因素敏感性分析

在高速公路改扩建工程中,为了减少软土地基上新老路基的沉降差异和桥头跳车等病害的发生,通常采用复合地基进行软基处理。通过灰关联熵法分析了各因素对路基填筑期沉降的影响程度,对复合地基处理下软土路基沉降的敏感性进行分析。研究结果表明,各因素对复合地基处理下软土路基填筑期沉降的敏感性从大到小依次为：地表硬层厚度、路堤填筑高度、地表压缩模量、软土层压缩模量和路堤顶处理宽度、软土深度、填筑时间、软土层厚度。路基填筑期沉降是高速公路最终沉降量的重要组成,其影响因素很多,研究各因素对复合地基处理下软土路基沉降的敏感性,对于软基处理施工设计和施工期的监控有重要的指导意义。     

公路膨胀土路堤膨胀变形量预估模型

为给膨胀土用于路基填筑的设计与施工提供参考,对膨胀土的膨胀变形量计算方法进行分析。通过对弱膨胀土在不同初始干密度、上覆压力下的一维线膨胀率试验,分析了膨胀土路基湿度平衡规律。结合其他学者的一维线膨胀率试验结果,提出了相对上覆压力和相对变形量的概念。试验结果显示弱膨胀土的相对膨胀变形量与相对线膨胀率呈幂指数关系,并依据试验结果及路基湿度平衡规律建立了膨胀土的湿胀变形模型及路堤填筑膨胀变形量的实用计算方法,解决了影响膨胀土线膨胀率3个主要因素的耦合问题,为膨胀土路堤填筑湿胀变形量的预测提供理论计算方法。     

基于电渗法的新近吹填土快速结壳试验

针对新近吹填土地基承载力低,无法满足机械进场施工的问题,基于电渗固结阳极区域土体固结快的特点,设计了一种新近吹填土快速结壳电渗电极,采用该电极分别开展了电渗、真空不同联合方式的室内试验,对比分析了排水量、电渗能耗、最终含水率、抗剪强度及承载力等土性参数指标。结果表明:采用该电渗电极处理后的吹填土含水率降低31.0%～61.4%,土体表层承载力最高可达192 kPa;单纯电渗处理后土层抗剪强度沿深度衰减,电渗-真空联合作用下土层抗剪强度更高且分布均匀;设计的电渗电极可实现高含水率新近吹填土浅表层快速加固。     

基于ABAQUS的红黏土地基排水固结沉降分析

针对红黏土地区地基排水固结过程的复杂性,对红黏土地基排水固结沉降进行数值分析。采用大型通用有限元分析软件ABAQUS/Standard中的固结计算模块Soils和自带的修正剑桥模型,以某铝厂的改造工程项目为算例,对红黏土地基中的沉降随时间的变化规律、孔隙水压力消散规律、孔隙比随深度的非线性分布以及土体的有效应力增长进行了研究。研究表明:计算结果与土力学规律吻合,能准确反映红黏土地基固结沉降的实际情况,可为红黏土地基上的建(构)物改造工程地基处理和工程设计提供参考。     

饱和土的变渗透系数固结理论及其合理性验证

饱和土体的固结过程伴随着土骨架的压缩和孔隙水的排出,其孔隙比及渗透系数随固结过程不断减小,但当前的Biot和Terzaghi固结理论均没有考虑固结过程中孔隙比及渗透系数的变化。这种处理方法对于压实土地基的固结过程来说,计算结果与实际相差甚微,但对于孔隙比很大的欠固结软黏土层、尾矿堆积层以及淤地坝库区的固结沉降来说,计算结果与实际过程的差异则会很大。首先建立土体固结过程中孔隙比与体应变的关系式,再利用渗透系数与孔隙比的关系式建立了渗透系数与体应变的关系式,最后利用弹性力学的几何方程得到渗透系数与单元位移的关系式。将这一关系式代入Biot固结理论,即得到变渗透系数固结理论,并在COMSOL中实现了求解计算。理论分析和数值计算表明：变渗透系数固结理论能够反应固结过程中因孔隙比减小造成的孔压消散缓慢、沉降速率降低的客观现象;土体初始孔隙比越大,体应变越大时,修正的渗透系数对固结过程的影响越大;渗透系数的减小只影响固结过程,不影响固结计算的最终结果。     

软土地基沉降规律分析及沉降预测方法改进——以成都天府国际机场为例

曲线拟合法(指数曲线、对数曲线和双曲线)因精确度较高、计算方便经常被用来预测地面沉降量,而对于软土地基,双曲线法的预测效果更好。使用双曲线法对成都天府国际机场某试验段监测点数据进行沉降量预测分析并与实测数据对比发现,在监测周期内不同监测时间段和不同软土厚度时,预测误差规律不同。利用监测日期的时间序列和监测点的软土厚度因素对原有的双曲线法进行了改进,并与3种传统曲线拟合法的预测结果对比分析,发现改进双曲线法和指数法的预测精度均很高,但指数曲线法不适合长时间序列沉降预测。研究成果可为成都天府国际机场和其他类似工程地面沉降预测提供参考。