大型疏浚土充填袋筑堤技术研究

为缓解砂石资源紧缺、保护生态环境、降低工程造价和高效利用航道疏浚土,以大型疏浚土充填袋筑堤技术应用于连云港港徐圩港区围堤建设为工程实例,通过稳定性分析计算、离心模型试验开展了大型疏浚土充填袋筑堤技术的理论可行性研究,并结合原型试验提出了新型配套施工工艺,形成了相关成套技术。研究表明:袋体土工织物加筋作用良好,堤体及地基稳定性能够满足安全设计;控制疏浚土充填料初始含水率、采用泥浆泵与浓浆泵串联接力的施工工艺,能够提升大型疏浚土充填袋筑堤施工效率,满足正常围堤建设强度需要;低含水率疏浚土充填料排水较快、袋体实际有效厚度较为理想、堤体地基较为稳定,大型疏浚土充填袋筑堤具有其技术可行性。     

真空联合堆载预压

介绍了真空联合堆载预压法大致机理,并通过工程运用实例,对工程实际中的地表沉降。分层沉降,孔隙水压力,水平位移进行现场监测,实践表明：真空联合堆载顸压法具有提高加荷速率、缩短工期、提高加固深度及减少工后沉降等优点。     

振冲法加固堰塞体材料的室内模型试验研究

为丰富堰塞坝开发利用理论,探究其改良加固的可行性,对易贡大滑坡残存的天然堰塞体进行取样,设计了不同频率的室内振冲模型试验,研究了振冲法对堰塞体材料的加固效果和密实机理。模型试验采用砂雨法制样,综合测试了振冲后地基的孔压累计消散规律、土压力发展规律,加固效果和复振效应等。试验结果表明:在振冲器的贯入过程中,松散堰塞料中的土压力和超静孔压迅速上升,在振冲器的上拔和分段留振作用下,堰塞料的超静孔压表现为小幅上升和消散、逐渐稳定的总体趋势。随着振冲次数的增加(2～3次复振后),堰塞料地基的土压力逐渐稳定,超静孔压峰值逐渐下降并趋于稳定。因此振冲对松散堰塞体材料的加固效果明显,振冲后堰塞体材料的锥尖阻力大幅提升,但堰塞料密实后,进一步提高复振次数不能有效改善加固效果。满足易贡堰塞体材料的振冲设计方案为:采用125 Hz频率进行4～5次振冲,或采用150 Hz频率进行2～3次振冲。研究结果可为堰塞坝料地基的振冲加固提供理论依据。     

乙二醇铝催化酯化法合成聚丁二酸乙二醇酯

聚丁二酸乙二醇酯(PES)具有优异的力学性能和生物降解性能,在可生物降解塑料领域具有广泛的应用前景。以乙二醇铝为催化剂,催化丁二酸和乙二醇直接酯化缩聚合成了高分子量聚丁二酸乙二醇酯(PES)。采用FT-IR和1H-NMR对催化剂和合成聚合物的结构进行了表征,系统分析了催化剂浓度、聚合反应温度和时间对聚合反应的影响。经常压酯交换后获得的预聚体,在240℃条件下,缩聚4 h后,合成PES的特性黏数[η]可达到0.684 dL/g,重均分子量Mw和数均分子量Mn分别可以达到78632和47945,相对分子质量分布系数PDI值为1.64。乙二醇铝体系中获得的PES聚合物分子量与商业锑系和钛系催化体系中合成聚合物分子量相当,具有广泛工业化应用前景。     

桩基码头与岸坡的相互作用

在高桩码头中,为了满足停靠船舶的水深要求并与陆上交通相衔接,码头前沿通常需要挖深,而其后方却往往必须填高。这样的前挖后填必然会破坏土体原有的平衡状态,导致岸坡变形,并对码头桩基产生影响。这是一个典型的“被动桩”与岸坡的相互作用问题,国内外学者还很少对此进行过研究。本文简要地介绍了利用现场观测、模型试验和计算分析等,对桩基码头与岸坡相互作用进行研究所得到的一些初步成果。     

软土地基上堤防稳定性研究

完成了2组土工离心模型试验,分别研究了淮河入海水道软土段堤防在竣工期和水位骤降期的稳定性及其破坏机理。由于无法从原型取到大尺寸具有代表性的原状土试样,因此,将取自原型地基土层和堤身土体的扰动土样重塑后制备成软基和堤身,并控制其不排水剪强度与原型一致。为了测定原型堤防的稳定安全系数,对模型堤防进行了破坏性试验,即让模型承受超出设计加速度水平的离心力作用,直至出现明显的失稳滑动迹象,由此测得软基上堤防的极限高度,同时根据堤防剖面位移矢量确定滑弧所在位置。试验结果表明,在竣工期软基上堤防的破坏为滑弧穿过软土层的深层滑动,而在水位骤降期,破坏面在堤防堤身中形成,随后向深处发展。由此可知,软土地基上堤防稳定性主要为软土层的承载能力所控制,同时在一定程度上也受到水位骤降的影响。鉴于原型堤基天然软土存在结构性,建议在今后的离心模型试验中能够考虑这种结构性的相似问题及其模拟途径。     

强夯法加固堰塞坝料的室内模型试验研究

为丰富堰塞坝开发利用理论,指导堰塞坝浅层密实加固处理工程,基于相似定律对堰塞坝料进行了不同能级的室内强夯模型试验,综合采用宏-细观方法分析了强夯能量引起的动应力发展和传播规律、内部变形规律、颗粒破碎和加固效果等。试验结果表明：随着夯击次数增加,由于堰塞坝料密实度提高、颗粒重排列、破碎及填充的叠合效应,夯锤有效加固范围内的动土压力峰值整体呈波动上升趋势。强夯过程中能量逐渐从表层传递到深层,同时强夯能量随深度具有较大的耗散,动应力峰值随深度呈现快速衰减的趋势。由于风化严重,强夯引起了明显的颗粒破碎现象。强夯对松散宽级配堰塞坝料的加固效果明显,不同能级强夯后其锥尖阻力大幅提高,但夯击能超过一定数值时,增大夯击能对加固效果提升有限。基于本次易贡堰塞坝料模型试验,最佳夯击能约为6000 kN·m。     

河道底泥污染物释放控制试验研究

采用自主研制的环形水槽试验装置,研究了水动力条件下河道底泥的污染物释放特性,开展了原位覆盖和原位固化对底泥污染物释放控制效果的研究。试验结果表明:河道水流速度直接影响底泥污染物的释放特性;底泥随流速逐渐增大分别呈现“未起动”、“少量动”和“普遍动”三种状态。流速小于起动流速时,底泥未起动,上覆水中污染物释放量、浊度与静水条件接近。流速大于起动流速时,底泥大幅起动,上覆水中污染物释放量大幅增加。原位覆盖和原位固化均能有效控制底泥污染物的释放。与未处理相比,原位覆盖后的污染物控制率能达到60％ ～90％,砂层的压重作用避免底泥大规模起动,进而导致上覆水中的污染物含量大幅降低。原位固化后的污染物控制率为97％,但固化会导致上覆水ｐＨ升高使水体呈碱性。     

大型充填袋筑堤现场试验研究

为减少港口开发建设中大量使用开山石对自然环境造成的破坏,探讨直接利用黏粒含量超过现行规范的航道疏浚土充填袋筑堤可行性,通过埋设原观仪器对疏浚土充填袋筑堤进行了现场试验研究。结果表明:充填泥袋内产生的超静孔压较小,消散速度快,采用疏浚土作为充灌材料完全满足充填袋筑堤进度要求;充填袋筑堤期间地基的实测最大沉降量为249 mm,水平位移速率始终处于地基稳定控制标准范围内,说明充填袋筑堤过程中地基是安全的;充填袋的主要压缩过程在3~6 d内完成,平均压缩率约为15.7%;分布式光纤实测充填袋袋体受力远小于设计值,未发现由于充填袋自身强度不足造成袋体破坏的情况;地质雷达探测充填袋厚度与现场实测沉降分析结果较吻合,袋体充盈情况良好,相邻两层袋体分界线清晰可见,其测量精度满足工程检测要求,为快速检测充填袋筑堤质量提供了强有力的技术支撑;试验段建成后,堤身结构稳定可靠,经过两年多的正常运行,堤身完好无损,实践证明利用疏浚土充填袋筑堤是成功的。     

边坡变形破坏离心机模型试验研究

0 概述 关于离心模型试验原理和边坡稳定性模型试验的相似律,文献[1]^[3]中分别从不同的角度进行了比较详细的论述,并指出在离心机模型中,由于惯性力场的作用,使模型的容重增大 n 倍,就可使离心模型达到与原型相同的应力变形状态,使两者的塑性区域发展及其破坏过程保持相似,从而得出离心模型的边坡的安全系数与原型完全相等,模型反映了原型的真实情况。由于离心模型满足了重力相似条件,而常规模型则不能,这对研究以自重为主要受力的边坡工程问题具有重要意义。本文针对某堤防工程,利用离心机模型试验,进行施工期及运行期水位骤降时边坡变形稳定特性研究,并进行了理论计算与分析。1 试验研究1.1 试验简介