振动沉管透水混凝土桩施工致堵机理与堵塞效应研究

批准号:
51778346
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
崔新壮
依托单位:
学科分类:
E0807.岩土与基础工程
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
张炯、郑英杰、王艺霖、刘泽群、张磊、王忠啸
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中文摘要
透水混凝土桩兼具强透水性与高承载力于一体,不仅能加快地基固结速率,减小工后沉降,而且能显著提高地基的抗震能力,应用前景广阔。但是作为透水性桩,振动沉管透水混凝土桩在施工期间易发生堵塞,从而降低其性能的发挥。本项目拟研制振动沉管施工室内模拟装置,并结合理论分析和数值模拟等综合手段揭示振动沉管施工引起的桩周土体内超孔隙水压力的长消规律;诠释透水混凝土相变硬化过程中液化土体与透水混凝土相互作用的物理和化学机制,揭示土颗粒在透水混凝土中的运移和孔隙堵塞过程。对透水混凝土桩堵塞的影响因素进行灵敏度分析,建立堵塞评价方法和堵塞模型,揭示桩体不同程度的堵塞对复合地基固结和地基地震液化的影响规律。最终从材料、结构和施工工艺等多个方面提出振动沉管透水混凝土桩施工致堵的控制技术,寻求适合不同地质类型的透水混凝土材料配比和工艺参数。本项目研究对推动透水混凝土桩技术体系的建立具有重要作用。
英文摘要
Previous concrete piles(PCP) with high permeability and bearing capacity can not only accelerate the subgrade consolidation rate and reduce the settlement, but also significantly improve the anti-earthquake capacity of subgrade. PCP has broad prospects in application. However, for the installation method of vibrating-sinking tube, PCPs are likely to be clogged, and this can reduce the advantage of PCP. In this study, the laboratory simulation device of the vibrating-sinking tube installation will been developed. Based on tests, theoretical analyses and numerical simulations, the time history of excess pore water pressure in soil around piles caused by installation of PCP will be studied. The physical and chemical mechanisms of the interaction between liquefied soil and previous concrete during previous concrete hardening were interpreted. The soil particles movement and pore clogging process in previous concrete will be studied. The sensitivity analysis about influencing factors of PCP clogging will be conducted. The clogging evaluation method and clogging model will be developed. The influence of clogging on consolidation and earthquake-induced liquefaction of ground will be revealed. Based on researches on material, structure and installation technology, the control technology of PCP clogging induced by vibrating-sinking tube installation method will be proposed. The previous concrete proportion and installaton parameters will be explored to fit different types of deposites. This study can play an important role in improving PCP technology system.
本项目在透水性混凝土桩复合地基工作机理与关键技术研究(51078222)的研究基础上继续深入研究,提出了振动沉管透水混凝土桩施工致堵机理与堵塞效应研究(51778346)。本项目旨在完善透水混凝土桩复合地基处理技术体系,主要解决实际应用过程中透水混凝土桩施工引起的孔隙堵塞问题,为透水混凝土桩复合地基处理技术的推广应用提供相应的理论和技术支撑。项目通过理论分析、计算机断层扫描技术、室内试验、等比模型试验和数值模拟等方法揭示了振动沉管透水混凝土桩的施工致堵机理;建立了透水混凝土桩防堵塞强化处理方法并提出了成套施工技术;阐明了透水混凝土桩堵塞对地基固结和振动液化的影响规律;完成了透水混凝土孔隙结构建模和颗粒输运数值模拟。最后,从材料选取、结构优化设计和施工工艺参数确定等多方面完善了振动沉管透水混凝土桩防堵塞成套应用技术,并给出了适合不同地质类型的透水混凝土材料配比和工艺参数。透水混凝土桩复合地基处理成套技术实体工程性能优良、成熟度高,应用前景广阔。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
X-ray CT based clogging analyses of pervious concrete pile by vibrating-sinking tube method
基于X射线CT的振动沉管法透水混凝土桩堵塞分析
DOI:10.1016/j.conbuildmat.2020.120075
发表时间:2020-11
期刊:Construction and Building Materials
影响因子:7.4
作者:Xinzhuang Cui;Xiaoning Zhang;Jipeng Wang;Jiong Zhang;Hui Qi;Jun Li
通讯作者:Jun Li
Effect of Temperature on Mechanical Performance and Tensoresistivity of a New Sensor-Enabled Geosynthetic Material
温度对新型传感器土工合成材料机械性能和拉伸电阻率的影响
DOI:10.1061/(asce)mt.1943-5533.0002698
发表时间:2019-06-01
期刊:JOURNAL OF MATERIALS IN CIVIL ENGINEERING
影响因子:3.2
作者:Cui, Xin-zhuang;Li, Jun;Cui, She-qiang
通讯作者:Cui, She-qiang
In situ evaluation and analysis of improvement effects of pervious concrete pile on alluvial silt ground
冲积淤泥地基透水混凝土桩改良效果现场评价与分析
DOI:10.1080/17486025.2019.1651404
发表时间:2019-08
期刊:Geomechanics and Geoengineering
影响因子:--
作者:Jin Qing;Cui Xin-Zhuang;Cui She-Qiang;Zhang Jiong;Lian Feng;Wang Xue-Zhi;Wang Yi-Lin
通讯作者:Wang Yi-Lin
In Situ Test and Numerical Analysis of Traffic-Load-Induced Cumulative Settlement of Alluvial Silt After Treatment with Burnt Lime
生石灰处理后冲积粉土交通荷载累积沉降现场试验及数值分析
DOI:10.1061/(asce)gm.1943-5622.0001571
发表时间:2020-02
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF GEOMECHANICS
影响因子:3.7
作者:Qing Jin;Xin-zhuang Cui;Jun Li;Jun-wei Su;Yi-lin Wang
通讯作者:Yi-lin Wang
DOI:10.1007/s11771-020-4434-7
发表时间:2020-07
期刊:Journal of Central South University
影响因子:4.4
作者:Qing Jin;Yingjie Zheng;Xin-zhuang Cui;Sheqiang Cui;Hui Qi;Xiao-ning Zhang;Shuaiwei Wang
通讯作者:Qing Jin;Yingjie Zheng;Xin-zhuang Cui;Sheqiang Cui;Hui Qi;Xiao-ning Zhang;Shuaiwei Wang
重载交通荷载作用下地基累积变形原位模拟系统
- 批准号:52027813
- 项目类别:国家重大科研仪器研制项目
- 资助金额:790.86万元
- 批准年份:2020
- 负责人:崔新壮
- 依托单位:
基于负泊松比土工格栅拉胀效应的筋土界面协同作用与强化机理研究
- 批准号:51479105
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:83.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:崔新壮
- 依托单位:
基于机敏土工格栅变形自检测的加筋土破坏模式识别与状态诊断
- 批准号:51279094
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:82.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:崔新壮
- 依托单位:
透水性混凝土桩复合地基工作机理与关键技术研究
- 批准号:51078222
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:崔新壮
- 依托单位:
基于疲劳损伤与流固耦合数值和物理模拟的沥青路面水损坏动水压力驱动机理研究
- 批准号:50708056
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:崔新壮
- 依托单位:
国内基金
海外基金
