武汉软土小应变硬化模型参数试验研究

小应变硬化(HSS)模型考虑了土体在非常小的应变条件下刚度的高度非线性,在深基坑工程变形分析中得到广泛应用,其中如何确定土体的各个模型参数是应用该模型的关键。针对武汉软土地区,结合国内外文献中对HSS模型的研究成果,总结了HSS模型中各个参数的确定方法,并以武汉市两个软土深基坑工程为背景,利用三轴固结剪切仪和GDS动三轴仪进行了三轴固结排水剪切试验和动三轴试验研究,获得了HSS模型所需的土体强度、小应变刚度等参数。在此基础上,构建了HSS模型中各个参数的经验关系,并根据国内外学者的研究成果,结合本文室内试验的结果,提出了一套完整的武汉市软土深基坑工程HSS模型参数的获取方法。研究成果可为武汉市类似工程地质条件下的深基坑工程变形分析提供参数和技术支撑。     

高真空击密法在京唐港首钢码头地基处理中的应用

高真空击密法是指通过真空排水-击密多遍循环,从而对淤泥粉质黏土进行地基处理的一种方法。通过工程实例,介绍了高真空击密法在京唐港首钢码头有限公司矿石、原辅料及成品泊位地基处理工程中的具体应用,并通过高真空击密法检测试验确定了地基处理施工参数,经处理后的地基增加了土体的密实度,表层形成了固结硬壳层,完成了大部分工前沉降,且地基承载力超过150kPa,能满足工程建设的要求。表明该地基处理方法在本工程中的应用是成功的,对类似工程具有重要的借鉴和推广意义。     

珠海海洋温泉度假村工程场地软土地基处理讨论

拟建工程场地存在大面积软弱地基土层,岩性以淤泥及淤泥质粘土为主,该地基土层压缩性高、承载力低且具触变性;在自重压力作用下将长期缓慢固结沉降,且最终沉降量很大;同时还必将产生差异沉降;若选择该土层作基础持力层,将影响建(构)筑物的正常使用.因此应预先对场地软弱地基土层进行处理,以满足工程使用要求.本文就软土地基加固处理提出一些较为适宜的方法.     

标贯试验N值与土体物理力学参数的相关性分析

以武汉某地铁工程为例,通过标贯试验和室内土工试验,对地基土标贯试验指标N值与土体部分物理力学参数的相关关系进行了研究,并给出了线性拟合关系式及其相关系数。结果表明:一般性黏土和老黏土的压缩模量、内聚力及内摩擦角,砂土的变形模量、承载力、内摩擦角、剪切波速及动弹模量都与标贯击数N值成正比关系;对于不同的地层类型,其拟合精度也有所区别,而对于该工程地基土,砂土的预测精度普遍高于黏土的预测精度。     

塑料排水板超载预压法在顺德市道路建设中的应用

采用塑料排水板超载预压法进行特殊路基的设计和施工,并通过对软土路基的变形监测结果进行了分析,评价其安全性。监测结果分析表明．在等量超填土4．5t／m^2预压3个月后固结度普遍达到85％以上,软土路基固结速度很快,且路基在堆载过程中是安全稳定的。实践证明,用塑料排水板超载预压法处理深达20余米、承载力极低的淤泥质粉质粘土排水效果明显,设计与施工方案是可行的。     

新建隧道近接上穿对既有盾构隧道纵向变形的影响

新建隧道近接上穿将诱发下卧盾构隧道隆起变形,预测既有盾构隧道位移发展对近接上穿施工控制和既有盾构隧道保护具有重要意义。基于两阶段法,提出新建隧道近接上穿引发既有盾构隧道纵向位移解析解;通过可考虑环间接头弱化的非连续盾构隧道模型模拟既有盾构隧道,采用Riftin地基考虑盾构隧道-土层相互作用,同时通过Mindlin经典解得到新建隧道开挖卸载应力,并作用于既有盾构隧道之上,建立新建隧道上穿作用下既有盾构隧道纵向变形解答;通过将杭州圆形顶管隧道上穿既有地铁1号线、上海地铁8号线隧道上穿既有地铁2号线两个工程案例实测值与本文方法和常用Euler-Bernoulli(EB)等效连续梁模型计算结果进行对比,验证本文方法的合理性。研究结果表明：本文方法和EB连续梁模型预测的隧道纵向位移均接近实测值;本文方法预测的隧道弯矩和接头张开量均大于EB连续梁模型;但EB等效连续梁模型预测的纵向位移曲线整体呈现为光滑连续,而本文方法预测的位移曲线是由一系列短直线连接而成,在接头处存在“尖点”。     

基坑开挖影响下下卧盾构隧道变形及控制措施研究

近年来地铁建设不断加快,在地铁隧道上方施工已成常态。为研究基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,评价不同变形控制措施的实际控制效果,以武汉市轨道交通6号线琴台变电站地下电缆通道工程为例,采用两阶段法计算了基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,同时采用数值模拟方法对无加固、压力注浆加固、水泥土搅拌桩加固和压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施4种工况下下卧隧道的隆起变形值进行了数值模拟计算,并将数值模拟结果与实际工程监测数据进行了对比分析。结果表明:对于初步预测基坑开挖引起下卧盾构隧道的隆起变形,该理论计算方法可靠、实用;压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施使下卧盾构隧道的隆起变形和横断面收敛变形值分别减小至2.3 mm和0.35 mm,控制效果良好,具有一定的实际推广意义,可为类似工程提供参考。     

考虑屈曲行为的钢筋力学性能数值仿真分析

为评估考虑结构中纵筋受压屈曲形态的力学性能,采用ABAQUS有限元软件对长径比(L/D)不同的纵向钢筋在轴向压缩和循环荷载下强度和刚度的变化情况进行数值仿真,同时考虑加载历史和加载方式对钢筋力学性能的影响。结果表明,屈曲对纵向钢筋力学性能影响比较显著,纵向钢筋压缩性能取决于L/D,与钢筋屈服强度无关;钢筋在循环荷载作用下其力学性能受到加载历史、塑性变形、累积损伤以及L/D的影响,拉伸超过屈服应变后将导致钢筋压缩强度的损失,塑性变形和循环加载共同导致了钢筋累积损伤,钢筋屈曲行为造成了受压时钢筋强度和刚度的退化,并且随着L/D的增加钢筋强度和刚度退化越显著。     

苏锡常地区城市化进程中的环境地质问题

本文在前几年地质大调查和地质专项研究成果的基础上，总结了长江三角洲苏锡常地区城市化进程中出现的环境地质问题及其危害性。主要表现在：水土污染、区域地下水位下降、地面沉降、软土变形与地基失稳等方面。     

基于膨胀及强度劣化效应的玉园隧道失稳机理研究

针对玉园隧道洞口段的变形失稳现象,采用现场调查、监控量测、室内试验和数值计算等方法,开展了玉园隧道变形失稳的机理研究。首先,隧道穿越黏土层的相关物理、力学及水理试验揭示,特殊的地形地貌、赋水条件、黏土的矿物组成及结构形式不但导致隧道围岩的吸水能力较强,呈中等膨胀性,而且降雨增湿条件下隧道围岩含水率增大导致其抗剪强度显著减弱,黏土的以上特征是隧道变形失稳的内在原因;其次,基于有限差分软件FLAC^3D及编制的FISH程序,应用温度场模型完成了降雨过程中非饱和膨胀土的湿度场计算,实现了降雨增湿过程中考虑围岩膨胀及强度劣化效应的隧道支护结构动态响应特征的数值计算,不但揭示了隧道洞口段施工过程中发生的地裂缝、地表塌陷、洞内大变形及坍塌等失稳现象的成因,而且得到隧道支护结构位移及应力随围岩含水率的变化规律,故强降雨是隧道变形失稳的“导火索”。其相关的研究方法及成果可供类似工程借鉴。     

花岗岩地区河谷相软土路基处治与沉降变形特性

针对广西地区高速公路沿线工程地质情况,采用换填法和水泥搅拌桩法对花岗岩地区河谷相软土路基进行处治,通过现场荷载试验和路基沉降监测,分析了两种软土路基处治方法的适用性和此类软土路基的沉降变形特性。结果表明:就地取材的换填法处治适用于软土厚度较小路段(小于3 m),水泥搅拌桩法适用于软土厚度较大且工后沉降控制严格路段(大于3 m),两种方法处治后的软土路基承载力均满足相关规范要求;换填法治理路段沉降主要发生在软土路基部分,上部填土沉降较小;水泥搅拌桩法治理路段软土路基沉降发展与土体含水量和压缩特性密切相关,加载初期(约1个月)软土路基沉降量增幅和增速均较大,累计沉降量可达总沉降量的一半,路基沉降经历了发生、发展和稳定三个阶段。     

武汉地铁区间隧道地表沉降规律探讨

本文通过对武汉地铁2号线区间隧道地表变形进行连续监测和监测数据的分析,得到了该工程条件下隧道地表沉降的变化规律,并采用有限元数值模拟方法对隧道开挖引起的地表沉降量进行了计算,其结果与监测数据吻合较好,验证了数值模拟方法所得到的地表沉降变化规律的准确性.该研究可为类似工程及地表变形的监控量测工作提供借鉴和指导.     

黄土挖填场地桩筏基础承载特性的数值模拟研究

为充实黄土地区挖填结合场地桩筏基础物理模型试验的相关结论,应用FLAC3D数值分析工具对分级荷载作用下跨越黄土挖填结合区的桩筏基础进行了深入分析,研究了黄土地区挖填结合场地桩筏基础的受力特点和变形特征,并综合部分模型试验结果,验证了数值分析结果的可靠性。结果表明:黄土地区挖填结合场地的桩筏基础桩基承载性状均为端承摩擦桩,且挖方区和挖填结合区灌注桩的承载性能优于填方区灌注桩;黄土挖填结合区由于土层工程性质差异以及填土厚度不均,在荷载作用下极易产生差异沉降,造成筏板下地基土出现"葫芦瓢"形的沉降特征,引起筏板的挠曲变形,不仅使筏板自身产生较大的弯矩,也对下部桩基的弯矩产生重要影响。该研究成果可为黄土地区挖填结合场地的桩筏基础设计提供参考。     

温升和动荷载作用下寒区冻土动应力-动应变响应规律

青海西部冻土路段公路受温升作用和车辆动荷载的影响,灾害频发,为保障寒区公路的安全运营,开展温升和动荷载作用下冻土的动应力-动应变响应规律研究十分必要。以青海S101公路路段冻土路基土为研究对象,利用正交试验设计方法对冻土进行GDS(Global Digital Systems)动三轴试验,得到不同温度、不同荷载工况下影响冻土强度的最不利影响因素组合,探讨了温升和动荷载作用下冻土的动应变、动应力幅值的变化规律。试验结果表明:由同一初始环境负温度进行梯度升温时,同一动应变下,冻土的动应力随梯度升温值的增加而减小,冻土极限破坏动应力随升温梯度值的增加而减小,冻土的动应力-动应变曲线呈抛物线型;-2℃为该路段冻土的高低温界限;对冻土的动应力-动应变关系曲线进行拟合,符合改进的Hardin双曲线模型;冻土的破坏动应力与频率存在线性正相关关系;冻土的动应变受频率的影响明显。该研究结果可为类似地区冻土路段设计、施工及灾害防治提供参考。     

重复碰撞载荷下加筋板结构的动态响应研究

目的 探究船体加筋板结构在受到重复碰撞载荷作用下塑性变形的累计趋势,分析加筋板主要参数对损伤演化过程的影响,揭示高速、重复冲击下船体加筋结构的变化机理。方法 以一纵三肋加筋板为研究对象,建立基于能量法的刚塑性加筋板动态变形计算方法,以及基于Johnson-Cook本构关系的数值模拟方法,开展不同板架厚度、冲击能量以及冲击尺寸等参数对加筋板变形演化影响的研究。结果 对比分析了理论模型和数值方法,获得了不同参数下的加筋板的结构损伤演化规律。结论 理论解和数值解较为吻合。冲击能量增加后,加筋板的塑性变形量、塑性变形累积速度也随之增加。载荷集中程度越大,对于碰撞边界的破坏效应越大。     

软土震陷研究现状与展望

震陷造成软弱地基上建筑物沉降导致建筑物的破坏,这一现象已引起人们的广泛关注。震陷是软土地区的主要震害之一,但由于软土自身强度低、渗透性低、灵敏度高、压缩性高、固结时间长的特征,导致震陷机理非常复杂。现阶段造成软土震陷的机理还没有取得共识,震陷的判别方法和震陷量的估算还存在一定的争议,从软土震陷的评估及判别、机理及影响因素、计算方法等方面评述了软土震陷发展现状,讨论其存在的问题,并提出下一步的研究设想与展望。     

大直径钢筋混凝土顶管穿越河道顶进力研究

顶管施工过程中顶进力不仅影响顶进效率,而且关系到管节结构、周边建(构)筑物和环境的安全。为分析大直径钢筋混凝土顶管穿越河道施工的力学性能,依托佛山市某电力隧道钢筋混凝土穿河顶管工程,通过对顶进力、管周压力和管节轴向应变进行监测,依据管节轴向应变和管周压力反算管土摩擦系数,将其用于顶管施工过程的数值模拟,并通过将模拟结果与现场实测数据进行验证对比,揭示管土摩擦系数在时空上的变化规律以及不同因素对顶进力预测的影响。结果表明：空间上,管土摩擦系数主要受地层性质的影响,在由淤泥质黏土层进入夹强风化岩块的粉质黏土层时其变化最为明显,前者仅为后者的55.65%;时间上,因为泥浆从注入到发挥作用需要时间,期间的管土摩擦系数较大,当泥浆套形成时,管土摩擦系数保持在较小状态;综合考虑地层性质、地形以及注浆作用时间效应等因素的顶进力预测模型与仅考虑单一因素的顶进力预测模型的模拟结果相比,其与实测值更为吻合,验证了本文提出方法的正确性。     

基于岩土工程原位测试技术的桩基水平承载力分析

软土地区的高速公路与高层建筑经常选用桩基作为其基础,桩基础的水平承载特性对建(构)筑物的稳定性有着重要影响。为分析桩基础在水平荷载作用下的承载力特性,在传统的桩基p-y曲线计算方法的基础上,提出利用岩土工程原位测试数据计算桩基p-y曲线的方法,对现场两根钻孔灌注桩进行载荷试验与有限元模拟,并将基于岩土工程原位测试技术的桩基p-y曲线法计算结果与传统的Matlock桩基p-y曲线法计算结果进行对比分析。结果表明:基于岩土工程原位测试技术的桩基p-y曲线法可计算水平荷载下桩身水平位移、桩身截面弯矩和桩侧土体抗力;不同土层深度处得到的桩基p-y曲线与有限元模拟结果吻合较好,验证了本文所提出的方法的可靠性和适用性。基于岩土工程原位测试技术的桩基水平承载力评价方法可借助原位测试技术获得准确、可靠的土性参数,避免了原位取样、载荷试验所需的高额费用,为桩基水平承载特性研究提供了新的思路。     

河道淤泥的轻质化处理及其工程性质

基于河道淤泥综合有效利用的目的,利用其高含水的特征,采用气泡混合轻质化技术对河道淤泥进行轻质化处理。通过室内试验的方法,考察和评价了以河道淤泥为原料土的气泡混合轻质土的基本工程性质,包括它的强度特性、变形特性、渗透性及耐久性能等。研究结果显示,经气泡混合轻质化处理的河道淤泥,具备一般填土的强度与刚度特性,其品质与施工性与固化材料的掺入量有密切的关系,固化后的轻质土具有良好的防渗透能力,但在循环干湿作用下易发生品质劣化现象。研究结果可以作为河道淤泥工程应用的基本依据及质量控制指标,同时也为进一步开发研究建立一定的基础。     

湖北省十白公路阳南沟隧道进口边坡防护方案论证

边坡防护方案的合理有效是确保边坡治理及边坡长期稳定的关键,分析评价边坡防护方案具有重要的工程意义。采用极限平衡方法对湖北省十堰至白河公路阳南沟隧道进口边坡的稳定性进行了分析与评价,提出了整体加固和局部加固的综合防护方案,并采用有限单元方法对边坡防护方案进行模拟分析与评价,评估防护方案的合理性和有效性。结果表明:采取抗滑桩整体加固措施能保证边坡整体稳定,可有效地控制边坡的整体变形,减小边坡变形对阳南沟隧道大桥桥墩的影响,而采取抗滑挡墙能有效地控制边坡的局部稳定;整体加固和局部加固的边坡综合防护方案是合理的,可有效地确保阳南沟隧道进口边坡在施工和运营期间的长期稳定。该研究可为类似地区边坡的防护工程设计提供参考。