了得網工業技術_軟土地基靜動力排水固結法理論與工程技術

內容簡介

本書闡述了作者創建的靜動力排水固結法理論與技術體繫及工程應用：衝擊力下水性轉化效應、土體殘餘力效應、水柱效應及三者協同作用機理，揭示該法加固原理；軟土微觀量與宏觀力學量關繫，提供結構性本構理論建立基礎，為結構性本構理論提供了依據；與土性關聯荷載施加原理及控制方式，建立了覆蓋靜力、夯擊動力與排水體繫三方面設計參數及相互適應關繫計算公式與加固深度預測公式，使設計、施工質量得到可靠保障及運用規範化；動力測試新技術與土性參數關繫，實現了動力響應及變形模量與承載力測試技術，為相關理論研究與工程質量檢驗提供了新手段；國家特大工程應用等工程實例。該法可顯著改善軟土性質，具有質量、造價與工期等顯著綜合優勢，已在多地區重大工程中成功應用，具有重要科學意義與工程實用價值。本書適合土木建築行業設計、施工、檢測與管理人員，土建類專業研究人員、高校教師及其學生參考使用。

作者簡介

李彰明，教授（岩土工程）、博士，第七、八輪廣東省岩土工程重點學科帶頭人，國家科技成果評審專家，國家與廣東省多個超級或重大工程岩土工程首席專家，在地基處理科研與工程應用領域線工作30餘年；發表學術論文120餘篇，其中SCI、EI收錄40篇；出版著作6部；國家發明專利授權2項、公開3項；獲省部級以上科技獎3項；主持或指導復雜大型與特大型地基處理工程30餘項，全部通過驗收或獲獎。

目錄
前言
1概述 1
1.1 問題的提出與意義· 1
1.2 國內外發展狀況· 3
1.3 研究內容與目標· 4
2 靜動力排水固結法機理 5
2.1 水性變化——結合水轉化為自由水的荷載條件· 5
2.2 孔壓與固結響應特征 14
2.3 靜動荷載下淤泥孔徑分布特征及規律 23
2.4 衝擊能量傳遞規律與地基處理深度 34
2.5 水柱效應及加固深度試驗研究 47
2.6 荷載頻率效應與超靜負孔壓驗證 56
2.7 殘餘力效應研究 65

目錄
前言
1概述 1
1.1 問題的提出與意義· 1
1.2 國內外發展狀況· 3
1.3 研究內容與目標· 4
2 靜動力排水固結法機理 5
2.1 水性變化——結合水轉化為自由水的荷載條件· 5
2.2 孔壓與固結響應特征 14
2.3 靜動荷載下淤泥孔徑分布特征及規律 23
2.4 衝擊能量傳遞規律與地基處理深度 34
2.5 水柱效應及加固深度試驗研究 47
2.6 荷載頻率效應與超靜負孔壓驗證 56
2.7 殘餘力效應研究 65
2.8 衝擊荷載下超軟土地基振動傳播規律 79
2.9 淤泥類軟土孔隙特征與宏觀力學響應關繫研究 87
3 靜動力排水固結法設計理論及工法 94
3.1 衝擊荷載下軟基之上覆土層厚度研究 94
3.2 有效加固深度研究· 101
3.3 豎向排水體繫優化設置· 109
3.4 衝擊能計算公式及其參數確定方法· 115
3.5 靜動力排水固結法設計及計算· 124
4 土體測試技術研發及力學參數關繫 126
4.1 多向電磁力衝擊智能控制試驗裝置及方法· 126
4.2 新型動力平板載荷試驗檢測設備及方法· 130
4.3 新型平板動力載荷試驗技術發展狀況及工程應用· 133
4.3.1 具備用於實際工程試驗及檢測評價條件 133
4.3.2 測試結果可反映應變率效應 141
4.3.3 新型平板動力載荷試驗技術工程應用 142
4.4 軟基原位測試參數與土性力學參數關繫· 168
4.5 結構性土地基沉降預測分析· 179
4.6 關於土結構性強弱定量描述問題· 197
5 重大工程應用 199
5.1案例1：國家特大工程寶鋼湛江典型區段——緯三路軟基處理 199
5.1.1 工程概況及條件 199
5.1.2 地基處理原則與目標 201
5.1.3 地基處理方案及步驟 201
5.1.4 監測方案及測點布置 202
5.1.5 地基處理工藝流程 205
5.1.6 測試及監測結果 205
5.1.7 工程質量及效果評估 217
5.2案例2：廣州重點工程——某成品油庫區淤泥地基處理 219
5.2.1 工程概況及條件 219
5.2.2 方案設計與選擇 220
5.2.3 施工圖設計 226
5.2.4 沉降預測及計算 233
5.2.5 工程質量控制及效果評估 233
6 主要結論與技術指標比較· 243
6.1 結論及主要特點· 243
6.2 主要技術指標及比較· 243
參考文獻· 248

前言

地基處理要達到減少地基工後沉降尤其是差異沉降、提高其承載力及穩定性目的，有些工程兼有改善滲透性的要求，其中地基處理工後沉降即變形控制通常為關鍵。嚴格講，地基土體變形壓縮量的組成共由四個方面構成：固體顆粒的壓縮、土中水的壓縮、空氣的排出和水的排出。在土建工程中，其中前兩項占總壓縮量不足1/400，可忽略不計；其中第三項壓縮對於飽和土從理論上講幾乎不存在。
也就是說，飽和土地基處理就是要盡可能將地基土體中的水排出。靜動力排水固結法（static-dynamic drainage consolidation method）就是科學利用靜力、衝擊力與設置的排水體及三者相互合理配置及協同作用，將地基土體中的水排出及改善軟弱地基自身特性的一種地基處理方法及技術。該方法形成經歷了相當長時間的理論發展與工程實踐過程，歷經預壓排水固結、動力固結、動力排水固結等認知、運用及歷史發展階段，在加固機理、設計計算、加固能力與加固深度及工程質量控制等方面也都不同於有關規範所涉及的動力排水固結法。其在概念、原理、設計與施工技術等方面有其獨特內涵，已形成獨立完整的技術體繫，受到許多實際工程的成功應用檢驗。

地基處理要達到減少地基工後沉降尤其是差異沉降、提高其承載力及穩定性目的，有些工程兼有改善滲透性的要求，其中地基處理工後沉降即變形控制通常為關鍵。嚴格講，地基土體變形壓縮量的組成共由四個方面構成：固體顆粒的壓縮、土中水的壓縮、空氣的排出和水的排出。在土建工程中，其中前兩項占總壓縮量不足1/400，可忽略不計；其中第三項壓縮對於飽和土從理論上講幾乎不存在。

也就是說，飽和土地基處理就是要盡可能將地基土體中的水排出。靜動力排水固結法（static-dynamic drainage consolidation method）就是科學利用靜力、衝擊力與設置的排水體及三者相互合理配置及協同作用，將地基土體中的水排出及改善軟弱地基自身特性的一種地基處理方法及技術。該方法形成經歷了相當長時間的理論發展與工程實踐過程，歷經預壓排水固結、動力固結、動力排水固結等認知、運用及歷史發展階段，在加固機理、設計計算、加固能力與加固深度及工程質量控制等方面也都不同於有關規範所涉及的動力排水固結法。其在概念、原理、設計與施工技術等方面有其獨特內涵，已形成獨立完整的技術體繫，受到許多實際工程的成功應用檢驗。

鋻於業界不斷增長的需要及出版社相邀，作者基於長期研究與工程實踐積累及總結，就靜動力排水固結法理論與技術體繫及工程應用加以繫統介紹，形成本書。全書分為六個部分：概述、靜動力排水固結法機理、靜動力排水固結法設計理論及工法、土體測試技術研發及力學參數關繫、重大工程應用及主要結論與技術指標比較。上述內容所含成果是作者長期在此領域研究與工程實踐所得，具有自主知識產權。

其公開出版希望能對相關學者、專家和具有一定專業知識及判斷能力的在校專業人員，以及設計、施工、監測、監理、檢測、建設單位業主等人員有所幫助。本書撰寫得到寶鋼湛江鋼鐵工程指揮部副總指揮、總工教授級高工陳炯大力支持，得到國家自然科學基金項目（批準號：51178122）、廣東省自然科學基金項目（編號：2016A030313692）與“沿海復雜地質氣候條件下工程建設關鍵技術研究與應用”項目資助；中國電力出版社梁瑤女士及其同事一如既往高度負責任的態度為本書出版及質量保障提供了基礎；一並致以十分誠摯的感謝！同時，也謹向本書所有參考文獻的作者表示誠摯敬意與謝意！

本書難免有欠妥與錯誤之處，敬請讀者指正。期望靜動力排水固結法更廣泛推廣應用，更多造福於社會。聯繫Email：ukzmli@163.com。

李彰明

2019年9月2日於廣州

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