不排水抗剪强度

摘要： 采用水泥固化疏浚淤泥作为堤坝填料往往会使堤坝土体参数具有较高的变异性;同时,在水泥土堤坝填筑过程中,通常设置水平排水板加速土体排水固结,这使得主固结完成后水泥土强度随排水板位置呈现一定空间变化趋势,通常的平稳或准平稳随机场模型很难表征这一趋势。为此,提出一种不排水抗剪强度垂直排水板方向衰减的非平稳随机场模型,并以水泥土堤坝边坡为例,结合强度折减法和蒙特卡洛模拟,对比提出的非平稳随机场模型和传统平稳随机场模型、深度趋势非平稳随机场模型对边坡安全系数和滑动面分布的影响,讨论模型中趋势参数对可靠度的影响。结果表明:平稳随机场模型及深度趋势非平稳随机场模型的计算结果偏于危险,提出的非平稳随机场模型既能考虑土体不排水抗剪强度沿深度方向的趋势项与随机波动项,又能考虑其沿垂直排水板方向的衰减趋势,与现有研究符合较好。

摘要： 近些年来孔压静力触探(CPTU)技术在工程实践中得到广泛的应用。在大面积填海时,地基土在回填荷载下,处于新的“欠固结”动态平衡状态,在引入既有理论研究该工况下土的强度评价指标时,需要考虑附加应力、附加超静孔隙水压力以及固结度的影响。文章分析了填海过程中附加应力、附加超静孔隙水压力等变量因素对CPTU指标参数的影响,在该工况下,采用有效锥尖阻力法与超静孔压法叠加处理,可以有效消除超静孔隙水压力影响获得更为合理的结果。

摘要： 利用自主研发的机载波浪模拟装置、采用摇板造波方式开展离心模型试验,对波浪作用下软黏土海床的动力响应问题进行研究。通过预试验确定最佳吸波参数,作为模型试验中降低边界效应的依据,对比海床表面实测波压力和理论值,验证该装置模拟海洋波浪的有效性。在离心加速度20g下进行离心模型试验,采用3次波浪加载测试软黏土海床在多次波浪作用和间歇期内的动力响应,观测海床内部孔压和强度以及海床表面的位移。研究结果表明:在循环波浪作用下,在软黏土海床1.4 m深以内,超静孔压达到初始竖向有效应力,该范围内土体强度大幅下降且随波浪产生流态化振荡;波浪导致的超静孔压在间歇期内(对应原型波浪15 d)无法完成消散;经多次波浪作用及重固结循环后,海床抵抗波致孔压累积的能力和不排水抗剪强度均明显提升。

摘要： 为探讨地基土体的物性参数与触探数据之间的关系,依托湖南某高速公路工程,对地基土表面施加不同等级的压力(0、20、40、60、80 kPa),固结7 d后进行孔压静力触探试验和孔压消散试验;同时,取不同压力作用后的土体进行室内固结试验、无侧限抗压试验和渗透试验。得到了不同固结压力下地基土体孔压触探参数以及孔压消散的变化规律,通过拟合建立了该地基土的压缩模量E_(s)25-50、压缩指数C_(c)、回弹指数C_(s)、不排水抗剪强度C_(u)、渗透系数等物性参数与修正锥尖阻力q_(t)之间的经验公式。

摘要： 针对深水陆坡海底失稳问题,建立了深水陆坡井场海底稳定性评价流程,以琼东南陆坡区陵水X井场为例,构建了深水井场三维海底实体模型,基于土工实验和海床静力触探,得到了考虑垂向非均质性的海底土不排水抗剪强度,利用有限元强度折减法计算了三维海底边坡安全系数,分析了井场潜在滑坡体位置及可能滑动方向。结果表明:(1)海底土不排水抗剪强度与埋深呈分段线性关系,压实作用是导致海底土强度随深度增大的主要原因,滑塌、沉积环境可引起海底土强度突变;(2)最大剪应变增量和速度矢量可分别指示井场潜在滑坡体和滑动方向,预定井位不在潜在滑坡体内和滑动路径上,最小安全系数为1.23,滑坡风险较小。

摘要： 常规的劲芯复合桩是由钢筋混凝土芯桩和外包水泥土组成的组合构件,劲芯复合桩具有双重界面,即由"芯桩"与"水泥土"构成的内界面、和由"水泥土"与"桩周土"构成的外界面,很多情况下,其竖向承载力取决于外界面的抗剪强度.本文针对此类劲芯复合桩,通过同直径多桩型桩对比试验研究发现,其比传统桩型竖向承载力提高32％～76％、总侧阻力提高61％～99％;通过无端承桩静载试验研究发现,实测总则阻力是按规范经验公式计算值的2倍.试验结果表明,劲芯复合桩外界面具有优异的力学性能.

摘要： 采用随机有限元方法对考虑土体不排水抗剪强度空间变异性的条形地基承载力进行可靠度分析.使用随机有限元结合蒙特卡罗模拟的方法,分析了不排水抗剪强度的非平稳程度和相关距离对承载力均值和标准差的影响,计算并对比了各种参数组合条件下基础的失效概率和安全系数.结果表明,随着土体不排水抗剪强度非平稳程度的不断提高,基础承载力也不断提高;同时基础的承载力随着相关距离的增加先减小再增大.

摘要： 鱼山填海造地工程所处海域海况复杂,软土极为发育,而饱和软黏性土原位不排水抗剪强度是基础设计和地基处理的重要岩土指标.因此,采用电测式十字板剪切仪,并选择合适的作业平台和自主研发的船载"静"平台关键技术,极大地提高了海上十字板剪切试验的精度,解决了常规海上十字板试验指标离散性大、数据失真的问题,其技术成果为工程设计提供了有力的技术支持,也为类似工程提供借鉴.

摘要： 为准确预测长期受荷桩的极限承载力,对桩基承载力时间效应经验公式的不足进行了探讨,并基于天然饱和黏土地基静压桩承载力时效性研究的理论成果,对经历长期受荷的旧桩承载力的影响因素进行了分析.在此基础上,采用相关研究机构的桩基承载试验数据开展分析,提出了考虑桩基承载力时间效应的静压桩极限承载力计算公式;提出了桩侧阻力时效系数γ,探讨了影响γ的一些关键因素,并基于试验数据提出了采用土体性质参数计算γ的方法.通过现场试验对本文方法的准确性进行了验证.研究结果表明:采用γ可对现行规范中单桩承载力计算公式进行修正,在保证安全性的前提下,获得更高的旧桩单桩承载力设计值;而γ则可采用不排水抗剪强度S u及塑性指数I P进行预测.

摘要： 为研究各种几何类型的球型静力触探仪在双层黏土地基中的贯入特性,采用改进的RITSS(remeshing and interpolation technique with small strain)大变形有限元方法对贯入过程进行数值模拟,研究土体流动特性和贯入阻力变化规律.利用理论解和试验结果验证模型的有效性,通过参数分析探讨上层土厚度、土体强度、球土间摩擦因数和杆轴投影面与球截面面积比等因素对贯入特性的影响.结果表明,球型静力触探仪贯入上硬下软双层黏土地基时存在困土现象(即上层硬土陷于探头底端并被带入下层土).困土尺寸是影响其困土效应的关键因素.研究发现,困土尺寸随下层土与上层土不排水抗剪强度比的减小而增大,随球土间摩擦因数的增大而增大,杆轴面积比对贯入特性有一定的影响,但是相对摩擦因数和土体强度比影响较小,与上层土厚度和下层土不排水抗剪强度无关.困土厚度变化为0～0.20D、困土宽度变化为0～0.50D.困土效应增大下层软土贯入阻力,导致不排水抗剪强度计算值偏大.基于影响因素量化分析,提出考虑土体强度特性、杆轴比和摩擦因数因素的困土效应修正公式,得到更为准确的下层软土不排水抗剪强度值.

摘要： 海洋软土不排水抗剪强度是海洋工程地质灾害分析评价和海底管线等水下结构物设计建造中较为重要的岩土力学参数.目前,全流动触探技术在理论上是测量超软土抗剪强度最为准确的方法,但在土体破坏机理的理论研究和结果解释方面还存在两点为题,即忽略了贯入过程中探头所受浮力和深浅层贯入机制的差异,尚需进一步改进.本文采用静力平衡分析方法,同时考虑前述两种被忽略的力学机制,建立了完整的结果解释分析方法,并采用大变形有限单元法对相关参数进行了标定,同时给出了改进分析方法的简化计算流程,为确定浅层海洋软土力学参数提供了合理准确的判定方法.

摘要： 海洋软土不排水抗剪强度是海洋工程地质灾害分析评价和海底管线等水下结构物设计建造中较为重要的岩土力学参数.目前,全流动触探技术在理论上是测量超软土抗剪强度最为准确的方法,但在土体破坏机理的理论研究和结果解释方面还存在两点问题,即忽略了贯入过程中探头所受浮力和深浅层贯入机制的差异.因此该方法尚需进一步改进.采用静力平衡分析方法,同时考虑前述两种被忽略的力学机制,建立了完整的结果解释分析方法,并采用大变形有限单元法对相关参数进行了标定,同时给出改进分析方法的简化计算流程,为确定浅层海洋软土力学参数提供合理准确的判定方法.

摘要： 相对于其他试验方法,扁板侧胀试验对土体结构的破坏和扰动较小,能更好地反映土的工程地质性质.依托温州市域铁路工程,基于多个试验点的扁板侧胀试验、十字板剪切试验和静力触探的数据,通过多元回归分析,得出扁板侧胀试验参数与十字板剪切试验不排水抗剪强度参数之间具有较好的相关关系,并建立经验关系式,可供勘察设计人员参考使用.

摘要： 目前工程应用中测定软土不排水抗剪强度的方法主要有十字板剪切试验直接测定和利用静力触探指标间接求得的原位测试法,及三轴UU试验和无侧限抗压试验的室内试验法.本文对比了实际工程中利用不同方法所测得的值,并进行了差异分析,认为原位测试方法更直接、客观,但经常受到深度、土层包含物等因素的影响,取值时应进行修正及合理的剔除、统计.

摘要： 由于流变特性的影响,饱和粘土的不排水抗剪强度与加载速率有关.应变速率对粘土不排水抗剪强度的影响程度通常采用应变率参数(应变速率增长10倍下不排水抗剪强度的增长率)来反映.国外大量的试验结果表明这个参数为8﹪～20﹪,而大部分在12﹪左右,并且超固结比、固结状态、试验类型对应变率参数ρ的影响并不明显.本文介绍了一个用来研究应变率参数ρ的各向异性弹粘塑性本构模型,在这个本构模型的基础上推导得出了应变率参数ρ的理论表达式.实际上,只要是采用滞后变形理论构建的流变本构模型,都可以推导得出这个公式.这个公式从理论上证明了应变率参数与固结状态、试验类型的无关性.众多试验结果表明,对于大多数粘土,压缩指数与次压缩指数的比值大都为0.03～0.05,代入公式中ρ的计算结果为7.2﹪～12.2﹪.试验中所得到的高达20﹪的数值与灵敏性土在结构破损明显阶段所具有较高的压缩指数与次压缩指数的比值有关.计算结果与一些试验结果的对比表明了这个表达式的可靠性.

摘要： T型触探是一种原位测试软黏土不排水抗剪强度的方法。传统T型触探探头截面为圆形,受探头表面粗糙度的影响,完全光滑与完全粗糙两种极限条件下,阻力系数差值与平均值之比为26％,阻力系数受表面粗糙度的影响较大.为了减少探头表面粗糙度的影响,研究了椭圆形截面T型触探贯入阻力以及最优的轴长比.假定软土强度服从Tresca强度条件,采用上下限定理,求得了椭圆形截面无限长杆在无限软黏土空间中均速运动的阻力系数.结果表明,沿短轴下压,随着椭圆短轴与长轴比的减小,探头表面粗糙度对阻力系数的影响逐渐减小.轴长比为0.3～0.5时,贯入阻力系数差值与平均值之比降至9％～14％.

摘要： 土体中的水力劈裂破坏机理存在两种观点:张拉破坏机理和剪切破坏机理.前人已经对其进行了大量地研究,并分别基于两种破坏机理提出了起劈压力的理论计算式,但是对其适用性没有进一步探讨.分别分析三向应力状态下土体水力劈裂的张拉破坏和剪切破坏判定准则,并基于Mohr-Coulomb屈服准则分析两种破坏机理的适用条件.分析结果表明,土体的水力劈裂是张拉破坏还是剪切破坏与小主应力σ3和不排水抗剪强度cu的大小密切相关,当小主应力σ3较大且不排水抗剪强度cu较小时,土体的劈裂多受剪切破坏机理控制;反之,土体的劈裂为张拉破坏.最后通过已有文献中的试验结果验证了所提出的两种破坏机理适用条件的合理性.

摘要： 假定软土强度服从Tresca曲服准则,采用数值模拟方法,研究了探头贯入深度对贯入阻力的影响.研究发现,对于轴长比为0.5的椭圆形、矩形和菱形截面探头,当探头中心埋置深度达到4～6倍探头宽度时,贯入阻力趋于定值,探头埋置深度对于工程实践测试结果的影响可以忽略.对于椭圆形和菱形截面探头,以及光滑表面矩形探头,该值与无限软黏土空间理论分析结果一致.对于粗糙表面矩形探头,该值大于无限软黏土空间理论分析结果,粗糙表面矩形探头贯入阻力解析解为近似解.矩形截面探头测试结果需进行适当修正.

摘要： 假定软土强度服从Tresca曲服准则,采用数值模拟方法,研究了探头贯入深度对贯入阻力的影响.研究发现,对于轴长比为0.5的椭圆形、矩形和菱形截面探头,当探头中心埋置深度达到4～6倍探头宽度时,贯入阻力趋于定值,探头埋置深度对于工程实践测试结果的影响可以忽略.对于椭圆形和菱形截面探头,以及光滑表面矩形探头,该值与无限软黏土空间理论分析结果一致.对于粗糙表面矩形探头,该值大于无限软黏土空间理论分析结果,粗糙表面矩形探头贯入阻力解析解为近似解.矩形截面探头测试结果需进行适当修正.

摘要： 假定软土强度服从Tresca曲服准则,采用数值模拟方法,研究了探头贯入深度对贯入阻力的影响.研究发现,对于轴长比为0.5的椭圆形、矩形和菱形截面探头,当探头中心埋置深度达到4～6倍探头宽度时,贯入阻力趋于定值,探头埋置深度对于工程实践测试结果的影响可以忽略.对于椭圆形和菱形截面探头,以及光滑表面矩形探头,该值与无限软黏土空间理论分析结果一致.对于粗糙表面矩形探头,该值大于无限软黏土空间理论分析结果,粗糙表面矩形探头贯入阻力解析解为近似解.矩形截面探头测试结果需进行适当修正.

摘要： 本发明公开了一种不排水抗剪强度室内联合测定仪及其使用方法，要求不排水抗剪强度小于100kPa,主要包括升降加压系统(由压力伺服电机、两端有齿轮的横向转杆、齿条和活塞压力板的升降杆组成)、剪切系统(由转速伺服电机、转速伺服电机的升降杆、旋转轴、十字剪切板或圆盘组成)和测量控制系统(由扭矩传感器、土压力盒、PLC以及触摸屏组成)。采用相同驱动、升降、测量等装置，只需在十字剪切板和圆盘直接互换，即可测定土及其与钢板之间界面的不排水抗剪强度。相对而言，该方法试验设备成本低，可以探究非饱和软土不排水抗剪强度与压力、转速之间的关系。

摘要： 本发明公开了一种软粘土不排水抗剪强度以及孔隙水压力的测试装置，包括静力触探杆以及与该静力触探杆相连接的测试探头，该测试探头为半圆柱体，半圆柱体的平截面上靠近两端的位置放置有两个长方体状孔隙水压力计。本发明的测试装置能够同步测量软粘土的不排水抗剪强度以及孔隙水压力，继而有效提高土体状态测试结果的准确性与稳定性。

摘要： 本发明属海洋天然气水合物开采领域，具体涉及一种水合物沉积物不排水抗剪强度连续测量装置及方法，包括水合物储层模拟反应釜子系统、供气子系统、冷却子系统、十字板剪切探杆子系统和数据采集监控量测子系统。该装置能够实现对水合物沉积物不排水抗剪强度的连续测量，大大提高了测量效率，并且避免了多次制样过程中的人为因素对模拟结果的影响，为研究海洋天然气水合物沉积物储层力学非均质性等空间分布数据的分析，提供更为丰富的力学数据。

摘要： 本发明一种软黏土不排水抗剪强度测试装置，其包括静力触探机以及与该静力触探机连接的原位测试探头，其特征在于，该原位测试探头横截面为高度与宽度比值小于1的椭圆形。本发明的测试装置能够有效降低使用过程中探头表面粗糙度对测试结果的影响，继而有效提高测试结果的准确性与稳定性。

摘要： 用于测试不排水抗剪强度的微型自落圆盘式动力触探装置，该装置中心为探杆(3)，探杆(3)的中部为同轴电缆(1)，探杆(3)的顶部为磁性夹具(2)，磁性夹具(2)的下部为四个对称的稳定尾翼(4)，稳定尾翼(4)用来保障该装置自由落体时的空间稳定性，稳定尾翼(4)的下部为第一重物(5.1)和第二重物(5.2)，探杆(3)中下部的外侧带有粗糙纹理(6)，探杆(3)的底端为圆盘式锥头(7)，圆盘式锥头(7)的内部为锥头阻力传感器(8)，同轴电缆(1)贯穿整个探杆(3)，并与锥头阻力传感器(8)相连。该微型自落圆盘式触探装置，尺寸小，使用简捷、方便、快速、准确及可重复性高，为岩土工程勘察实践提供有力的检测工具。

摘要： 本发明公开了一种不排水抗剪强度室内联合测定仪及其使用方法，要求不排水抗剪强度小于100kPa,主要包括升降加压系统(由压力伺服电机、两端有齿轮的横向转杆、齿条和活塞压力板的升降杆组成)、剪切系统(由转速伺服电机、转速伺服电机的升降杆、旋转轴、十字剪切板或圆盘组成)和测量控制系统(由扭矩传感器、土压力盒、PLC以及触摸屏组成)。采用相同驱动、升降、测量等装置，只需在十字剪切板和圆盘直接互换，即可测定土及其与钢板之间界面的不排水抗剪强度。相对而言，该方法试验设备成本低，可以探究非饱和软土不排水抗剪强度与压力、转速之间的关系。

摘要： 本实用新型公开了一种软粘土不排水抗剪强度以及孔隙水压力的测试装置，包括静力触探杆以及与该静力触探杆相连接的测试探头，该测试探头为半圆柱体，半圆柱体的平截面上靠近两端的位置放置有两个长方体状孔隙水压力计。本实用新型的测试装置能够同步测量软粘土的不排水抗剪强度以及孔隙水压力，继而有效提高土体状态测试结果的准确性与稳定性。

摘要： 本实用新型属海洋天然气水合物开采领域，具体涉及一种水合物沉积物不排水抗剪强度连续测量装置及方法，包括水合物储层模拟反应釜子系统、供气子系统、冷却子系统、十字板剪切探杆子系统和数据采集监控量测子系统。该装置能够实现对水合物沉积物不排水抗剪强度的连续测量，大大提高了测量效率，并且避免了多次制样过程中的人为因素对模拟结果的影响，为研究海洋天然气水合物沉积物储层力学非均质性等空间分布数据的分析，提供更为丰富的力学数据。

摘要： 本实用新型一种软黏土不排水抗剪强度测试装置，包括静力触探机和原位测试探头，所述静力触探机具有静力触探机探头，所述原位测试探头上具有与所述静力触探机探头相匹配的容置槽。利用本实用新型装置进行测试，能够不依赖上覆土压力修正或引入经验系数，降低了测试结果的误差、大大提高了结果的准确性。

摘要： 本实用新型一种软黏土不排水抗剪强度测试装置，其包括静力触探机以及与该静力触探机连接的原位测试探头，其特征在于，该原位测试探头横截面为高度与宽度比值小于1的椭圆形。本实用新型的测试装置能够有效降低使用过程中探头表面粗糙度对测试结果的影响，继而有效提高测试结果的准确性与稳定性。