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铝离子絮凝剂对微生物加固砂土效果的影响试验研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 71-79页

作者：卫仁杰彭劼许鹏旭李亮亮河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098

灌注次数过多制约了微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)在实际工程中的应用。为了减少灌注次数、提高胶结效率,提出一种MICP加固强化方法,即在胶结液中添加铝离子絮凝剂,以提高MICP加固速率和增强加固效果。开展MICP砂柱试验,在胶结液中加入不... 详细信息

灌注次数过多制约了微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)在实际工程中的应用。为了减少灌注次数、提高胶结效率,提出一种MICP加固强化方法,即在胶结液中添加铝离子絮凝剂,以提高MICP加固速率和增强加固效果。开展MICP砂柱试验,在胶结液中加入不同浓度AlCl3·6H2O进行灌注试验,然后测试加固砂柱碳酸钙含量及无侧限抗压强度(UCS)。在水溶液试验中,观察不同溶液条件下沉积物生成情况及溶液的pH值变化,并通过XRD、SEM试验研究铝离子絮凝剂对沉积碳酸钙的成分及形态的影响。结果表明:与常规方法的对照组比较,胶结液中加入适量铝离子絮凝剂,灌注3次后砂柱即可形成有强度的固结体,灌注5次后砂柱无侧限抗压强度可达到1.7MPa,而常规对照组达到相同的强度需要灌注9次。铝离子絮凝剂的掺入有效减少了MICP灌注处理次数,对实际应用有重要意义。

关键词：微生物诱导碳酸钙沉淀铝离子絮凝剂无侧限抗压强度砂土加固

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大断面管幕箱涵顶进引起地表变形的解析解答

岩土工程学报 2025年第1期47卷 184-191页

作者：张坤勇李丹阳张梦沈小锐河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210024 南京市房屋安全服务中心江苏南京210029

研究大断面管幕箱涵顶进全过程对土体变形和周围环境的影响,对于事前预测变形并控制施工扰动影响具有重要意义。基于Mindlin解答、修正Sagaseta公式等经典理论解答,分别考虑由正面推进力、摩擦力和土体损失等因素引起的地表变形,提出考... 详细信息

研究大断面管幕箱涵顶进全过程对土体变形和周围环境的影响,对于事前预测变形并控制施工扰动影响具有重要意义。基于Mindlin解答、修正Sagaseta公式等经典理论解答,分别考虑由正面推进力、摩擦力和土体损失等因素引起的地表变形,提出考虑三者共同作用下的大断面管幕箱涵顶进引起的地表变形计算方法。建立管幕箱涵顶进作用下土体受力模型,采用Mindlin解答分别给出正面推进力和摩擦力引起的土体变形计算公式;基于当层法原理提出由土体损失引起的横向地表沉降计算公式。根据各影响因素的相对独立性,将各因素引起的土体变形量叠加,从而得到一种适用于大断面管幕箱涵顶进施工,可综合考虑多种施工因素和土体三维变形的理论解答公式。通过工程实例验证公式的合理性,研究成果可为实际施工变形预测提供参考。

关键词：大断面管幕箱涵 Mindlin解地表变形变形预测

H型试剂对于大直径泥水盾构泥水分离处理的影响与应用

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岩土工程学报 2025年第1期47卷 153-163页

作者：张箭任国平尹义豪钟小春张春雷梁禹河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 中铁十四局集团大盾构工程有限公司江苏南京211800 河海大学环境学院江苏南京210098 中山大学土木工程学院广东珠海519082

针对广东湛江湾海底隧道施工中出现的盾构废弃泥浆脱水速率慢、泥渣含水率高与废浆排放污染等问题,研发了一种新型H型脱水试剂。通过絮凝脱水试验、微观机理试验以及现场生产试验,揭示了泥浆泥水分离体积比/上清液浊度/粒径分布和Zeta... 详细信息

针对广东湛江湾海底隧道施工中出现的盾构废弃泥浆脱水速率慢、泥渣含水率高与废浆排放污染等问题,研发了一种新型H型脱水试剂。通过絮凝脱水试验、微观机理试验以及现场生产试验,揭示了泥浆泥水分离体积比/上清液浊度/粒径分布和Zeta电位等变化规律,综合评价H型试剂与3种聚丙烯酰胺(PAM)在泥浆脱水效果方面的差异。结果表明:H型试剂与泥浆作用的最优添加量为0.5%;与PAM相比,H型试剂前期沉降速度较慢,但脱水后的泥渣含水率降低了约18.1%,且上清液非常清澈,7.8的pH值符合直接外排条件;H型试剂兼具了较好的桥网作用与电中和作用,使粒径工程成本。

关键词：泥水盾构泥水分离絮凝脱水机理研究现场试验

土体抗剪强度各向异性对边坡滑动模式与稳定性的影响

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江苏大学学报（自然科学版） 2025年第1期46卷 91-97页

作者：张飞胡光华河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心江苏南京210024

基于极限分析法中的上限定理,开展了考虑土体抗剪强度各向异性的边坡稳定性研究,通过参数分析研究了土体抗剪强度各向异性对边坡失稳滑动方式与边坡稳定性安全系数的影响规律.结果表明:边坡稳定性安全系数随着抗剪强度各向异性系数减小... 详细信息

基于极限分析法中的上限定理,开展了考虑土体抗剪强度各向异性的边坡稳定性研究,通过参数分析研究了土体抗剪强度各向异性对边坡失稳滑动方式与边坡稳定性安全系数的影响规律.结果表明:边坡稳定性安全系数随着抗剪强度各向异性系数减小而减小,其影响程度随着土体内摩擦角和坡度的减小而增大;对于土体黏聚力较大、内摩擦角较小的缓坡,随着抗剪强度各向异性系数减小,边坡的最危险滑动面会由坡脚深层破坏转变为坡底深层破坏,滑动范围显著增大;基于计算结果绘制了稳定图(stability chart),实现了考虑土体抗剪强度各向异性影响的边坡稳定性安全系数的快速计算与最危险滑动方式的判别.

关键词：边坡抗剪强度各向异性稳定性安全系数极限分析法滑动

基于HSS模型的流态固化土基槽回填工程全过程数值分析与现场试验

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河南科学 2025年

作者：王明刘振忠侯艳斌刘喆薛泽叶梓深圳市综合交通与市政工程设计研究总院有限公司上海浦东路桥(集团)有限公司河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室河海大学苏州研究院

流态固化土回填由于其自密实、自流平、自硬化的优势，近年来在基坑、管廊肥槽、桥涵台背等回填工程中得到广泛应用，具备替代传统碾压夯实回填材料的潜力。本文依托宁波西洪大桥某管廊基坑回填工程，采用Plaxis3D数值分析软件对流态固... 详细信息

流态固化土回填由于其自密实、自流平、自硬化的优势，近年来在基坑、管廊肥槽、桥涵台背等回填工程中得到广泛应用，具备替代传统碾压夯实回填材料的潜力。本文依托宁波西洪大桥某管廊基坑回填工程，采用Plaxis3D数值分析软件对流态固化土的应用评价研究。基于土体的HSS模型，精细化模拟管廊基坑施工、管廊施工、沟槽回填、支撑拆除和道路施工的全过程。分析不同回填土（流态固化土和黏土）下路基的变形特性，验证了流态固化土回填沟槽的适用性。开展不同流态固化土龄期情况及上部荷载情况下的土体变形分析，获得流态固化土回填的优化方案。研究发现，数值分析与现场沉降监测结果误差相对较小，基于HSS模型的流态固化土基槽回填工程的数值分析具备良好的准确性与可靠性。路堤荷载引起的路基沉降随流态固化土养护龄期的增加而逐步降低。养护龄期从3 d增加到14 d后，路基中心处的最大沉降降低了26.1%；继续增加养护龄期到28 d后，路基中心线处土体沉降降幅仅为2.5%。采用流态固化土基槽回填工程有助于控制基坑及上部构筑物沉降。

关键词：流态固化土 HSS模型全过程分析 Plaxis数值模拟现场试验

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Y型沉管灌注桩荷载传递机制的现场试验研究

岩石力学与工程学报 2008年第3期27卷 615-623页

作者：王新泉陈永辉刘汉龙河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室

通过在Y型沉管灌注桩桩身埋设钢筋测力计,完整测试路堤填筑过程中及预压期内路堤荷载作用下Y型沉管灌注桩的荷载传递机制,详细介绍钢筋测力计的焊接及埋设方式,对钢筋测力计在混凝土凝固硬化过程中的受力情况进行详细研究。指出数据处... 详细信息

通过在Y型沉管灌注桩桩身埋设钢筋测力计,完整测试路堤填筑过程中及预压期内路堤荷载作用下Y型沉管灌注桩的荷载传递机制,详细介绍钢筋测力计的焊接及埋设方式,对钢筋测力计在混凝土凝固硬化过程中的受力情况进行详细研究。指出数据处理过程中需要对钢筋测力计进行重新标定,详细介绍标定方法。随着填土荷载的增大,不同深度处桩身轴力均呈现增大的趋势,但增加幅度不同,桩身轴力最大点位置随填土荷载增大变化很小,路基进入预压期后桩身轴力仍逐渐增大,但变化幅度逐渐减小。在距离桩顶3.0～6.0 m的区域存在负摩擦,桩侧摩阻力随着填土荷载的增大而增大,测试期间内负摩擦区域始终存在,且负摩擦最大点位置及中性点位置随填土荷载增大变化很小。

关键词：桩基工程 Y型沉管灌注桩钢筋测力计荷载传递机制桩身轴力负摩擦

公路软土地基处理中Y型沉管灌注桩异形特性研究

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中国公路学报 2008年第5期21卷 19-25页

作者：陈永辉王新泉河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室

介绍了用AutoCAD求解Y型桩截面几何特性的方法,通过移轴及坐标变换证明了Y型桩截面任意1对形心轴均为其形心主轴,截面对任意1个形心主轴惯性矩相等。分析了Y型桩截面的4个独立变量(外接圆半径、模板弧度、开弧间距、夹角度数)对Y型桩的... 详细信息

介绍了用AutoCAD求解Y型桩截面几何特性的方法,通过移轴及坐标变换证明了Y型桩截面任意1对形心轴均为其形心主轴,截面对任意1个形心主轴惯性矩相等。分析了Y型桩截面的4个独立变量(外接圆半径、模板弧度、开弧间距、夹角度数)对Y型桩的几何异形特性的影响,并根据周长等代与面积等代的原则对Y型桩、方桩和圆桩的几何特性进行了对比。理论分析结果表明:从增大桩侧表面积、减少混凝土用量的角度来看,Y型桩优于方桩,方桩优于圆桩。现场试验结果表明:Y型桩承载力随桩侧表面积的增加而增大,尽管反拱曲面存在摩阻不均匀发挥的特性,但未发现其异形摩阻弱化效应。

关键词：道路工程 Y型沉管灌注桩理论分析异形特性静载试验

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硬壳层对管桩复合地基桩-土应力比的影响

西南交通大学学报 2023年第5期58卷 985-992页

作者：陈永辉韩丹丹孔纲强陈龙陈庚河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室

为研究就地固化硬壳层对预应力管桩复合地基桩-土应力比的影响，以绍兴钱滨线泥浆池路段为背景，开展现场试验和数值模拟分析，研究路堤荷载作用下预应力管桩复合地基的受力和变形；从桩-土应力比的角度，着重探讨硬壳层对桩基复合地基... 详细信息

为研究就地固化硬壳层对预应力管桩复合地基桩-土应力比的影响，以绍兴钱滨线泥浆池路段为背景，开展现场试验和数值模拟分析，研究路堤荷载作用下预应力管桩复合地基的受力和变形；从桩-土应力比的角度，着重探讨硬壳层对桩基复合地基承载性能的影响规律；分析路堤高度与桩帽净间距之比、桩帽宽度与桩帽净间距之比等设计参数对桩-土应力比发展的影响机制.研究结果表明：硬壳层的存在能够有效提高桩基复合地基的承载特性；在本文试验条件下，就地固化硬壳层的预应力管桩复合地基最大水平位移发生在地表以下5～6 m处，区别于传统桩基复合地基的土体水平位移沿深度逐渐降低的规律；桩-土应力比在23～37，高于传统桩基复合地基.

关键词：道路工程就地固化预应力管桩桩-土应力比现场试验

不同尺度分布散粒材料砂堆形成过程的二维离散元模拟

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计算力学学报 2008年第4期25卷 568-573页

作者：刘军于刚赵长兵胡文仇海亮河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室

用作者开发的离散元程序,模拟不同尺寸分布的砂堆形成过程。把散体颗粒简化为圆形颗粒,模拟过程分三步:首先利用参考网格生成颗粒的松散堆积结构;为了避免颗粒下落的冲击作用对砂堆安息角的影响,先模拟颗粒在重力作用下在圆柱容器内的... 详细信息

用作者开发的离散元程序,模拟不同尺寸分布的砂堆形成过程。把散体颗粒简化为圆形颗粒,模拟过程分三步:首先利用参考网格生成颗粒的松散堆积结构;为了避免颗粒下落的冲击作用对砂堆安息角的影响,先模拟颗粒在重力作用下在圆柱容器内的自由下落与堆积,直至堆积达到稳定;最后,移除容器,只保留一个底部边界,模拟颗粒体系的散落过程,直至形成一个稳定的砂堆。模拟结果表明,在其他参数保持相同的情况下,随着颗粒尺寸的减小,砂堆的安息角逐步减小并趋向于一常值。对模拟中的两组颗粒体系进行相同条件下的砂堆形成实验,结果表明,模拟与实验所得安息角大体相当。

关键词：离散元砂堆形成尺寸分布安息角,散粒材料