天津地区软土地层土工试验方法的探讨

天津软土的结构性及其对工程特性影响的研究摘要：土结构性对工程特性具有重要影响。

通过内、外因对天津软土结构性的成因进行分析以及单向固结试验、直剪试验和常规三轴固结不排水试验,对天津地区典型淤泥质软土试验结果的分析,系统对其结构性引起的压缩特性、剪切特性、孔压特性以及强度特性进行研究,以分析结构性对天津软土工程特性的影响关键词：天津地区淤泥质土结构性成因工程特性0 引言土结构性的概念最早由Terzaghi在1925年提出，它是指土中颗粒或土颗粒集合体以及它们之间的孔隙大小、形状、排列及联结等综合特征，表征天然土所具有的结构强度特性。

绝大多数天然土都有一定的结构性，但由于成因和所在环境不同,土的结构性存在较大的差异，因此各地区土的工程特性也不同。

土结构性研究的重要性正越来越受到学者们的认同，其不仅对认识黏土特性和本构模型方面具有重要的理论意义，而且对指导工程勘察和工程实践也具有实际应用价值。

因此，沈珠江院士将它称为21世纪岩土工程学科发展的核心问题[1]。

本文在分析天津地区软黏土结构性的形成原因的基础上，结合室内土工试验方法，系统研究结构性对压缩特性、剪切特性、孔压特性以及强度特性影响的差异，并就天津软土本构模型研究方面提出一些应考虑的问题。

1 天津软土结构性成因1.1 内因软土结构性主要受土中矿物成分影响，黏土中不同的矿物成分及其含量都会影响黏土的结构性尤其是黏土中存在高岭石等膨胀性黏土矿物时，膨胀和收缩会导致土结构性的消失和减少，其他矿物成分也会影响其结构性。

土中水的性质和成分也会对土的结构性产生影响。

对软土而言，由于黏土比表面积很大，土中液相对其性质影响也很大。

液化通过物理和化学作用来改变土颗粒之间以及土中固、液相之间的相互作用从而改变其结构性[2]。

此外,土的沉积过程对土体的结构性形成有较大的影响。

土在沉积过程中，若形成絮凝结构则可能形成结构性强的欠压密土；若形成散絮结构，则土体结构性不会太强。

天津滨海新区软土流变固结特性研究天津拥有悠久的围海造陆历史,自1939年塘沽新港始建以来,天津地区相继在沿海及海河沿岸进行了不同规模的围海造陆工程。

近年来随着天津滨海新区大规模的建设和开发,围海造陆已经为了滨海新区开发土地资源的主要途径。

大规模的围海造陆工程形成了大量由软土组成的建筑地基,由于软土的黏粒含量高,有机质含量高,亲水性强,使得地基在排水处理结束后较长时间内仍会产生沉降,也产生了诸如软土地基地面不均匀沉降、较长时间内产生的工后沉降量较大等一系列的实际工程问题。

大量科学研究与工程实践经验均表明,软土的流变性是产生这些问题的主要原因之一。

对于在围海造陆过程中形成的大量由软土组成的地基,这种流变特性产生的影响尤其显著。

软土地基的这种特性,不仅会影响建筑在其上的各种建筑物的结构稳定性和长期使用的安全性,围海造陆工程所形成的软土地基本身也会产生地面沉降开裂、填土标高损失、引发次生地质灾害等一系列严重的工程问题,从而造成巨大的经济损失。

因此,研究围海造陆形成的软土地基中土体的流变固结特性,寻找软土体的应力应变与时间的关系,分析其产生流变的本质机理,成为了目前土体研究和实际工程领域急需解决的问题。

为了解决围海造陆软土地基的流变性状在理论研究实际工程中所产生的问题,研究软土固结流变特性及其本质规律这一重要课题,论文结合国家自然科学基金项目(No.41172236),国家青年自然科学基金资助项目(41402243)和教育部博士点基金项目(20120061110054),以天津滨海新区软土地基作为研究对象,主要做了以下研究工作:根据取样地点的工程地质概况,对天津滨海新区软土的基本物理性质、易溶盐含量、pH值、阳离子交换和粒度分析等特性进行测试,以确定其基本特征,为下一步进行软土次固结试验提供研究基础。

在太沙基一维固结理论的基础上,建立了考虑次固结变形的一维流变固结微分方程。

并利用次固结系数和Singh-Mitchell经验蠕变方程,对一维流变固结微分方程的计算过程和参数进行了简化。

天津滨海地区软塑地质条件下不同深基坑支护形式设计与施工探讨12丁伟祥，黄得建(1 武汉大学，湖北武汉 430072；2 天津经济技术开发区质量监督站，天津300457)0 引言2006年6月6日，国务院全文发布《国务院推进天津滨海新区开发开放有关问题的意见》，正式宣布天津滨海新区成为全国综合配套改革试验区，是继深圳经济特区、浦东新区之后，又一带动区域发展的新的经济增长极。

随着滨海新区经济的进一步发展，该地区的工程建设规模也将进一步扩大，超大、超深基坑工程也将越来越多。

本文结合在该地区的若干深基坑工程实例，对该地区几种典型的深基坑支护形式的设计与施工进行一些探讨。

1 天津滨海地区软塑地质情况介绍该地区海相淤泥质软土地区，上部回填土土层水平方向不均匀，填土成分复杂，土质情况较差，地下水位以潜水为主，地下水位埋深在0.5~1.5m之间。

基坑围护结构所处的土层主要为淤泥质土层，饱和的淤泥层及淤泥质粘土层具有高含水量（40%~60%）、高压缩性、低透水性（垂直及水平渗透性均为10‐7~10‐8级）、低抗剪强度等特点。

场地土层特征及分布规律大致如下：1）人工填土层（Qml）一般层厚为0.5~3.0m，层顶标高为2.5~4.5m，主要由杂填土组成。

2）全新统上组第一陆相层（Q43al）一般层厚为0.8~2.5m，层顶标高为0.0~3.5m，主要由粘土组成，可塑~软可塑，属高压缩性土，分布连续。

3）全新统上组第Ⅰ海相层（Q42m）一般层厚为14.0~17.0m，层顶标高为‐2.0~1.5m，从上到下依次由淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土、粉质粘土组成，流塑~软塑，属高压缩及中压缩性土，分布连续。

4）全新统下组沼泽相层沉积（Q41h）一般层厚为2.0~3.5m，层顶标高为‐17.0~‐13.5m，主要由粉土组成，可塑，属中低压缩性土，分布连续。

5）全新统下组第Ⅱ陆相河床—河漫滩相沉积层（Q41al）一般层厚为2.5~4.0m，层顶标高为‐20.0~‐17.5m，主要由粉质粘土组成，可塑，属中压缩性土，分布连续。

天津沿海地区软土的特性及处理措施
全部作者：
刘年真
第1作者单位：
天津市塘沽区市政工程局
论文摘要：
本文介绍了天津沿海地区的自然地理概况，从研究该地区土体成因及特性出发，指出由于成土历史短，土的固结程度很差；接下来以有关的地质勘探资料为例对土体立体结构特性进行了具体分析；再进1步阐述了沿海地区浅层软土具高压缩性，在建造建筑物及构筑物时应引起重视的观点；最后以上述方面为前提，对软土地基的处理进行了探讨。

关键词：
古贝壳堤；轻亚粘土薄层；地基处理 (浏览全文)
发表日期：
2007年07月16日
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修改稿：。

第20卷 第12期 中 国 水 运 Vol.20 No.12 2020年 12月 China Water Transport December 2020收稿日期：2020-10-13作者简介：李 岩，吉林省水利水电勘测设计研究院。

天津滨海新区软土次固结特性研究李 岩（吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林 长春 130000）摘 要：为更准确的预测天然软土地区地表沉降量，减少工程建设损失及保证生产、生活，需对主要压缩层软土的次固结特性进行研究与分析。

对天津滨海新区软土进行不同压力分别加荷的无侧限变形下的蠕变试验。

结果表明：软土蠕变随竖向应力增大而增大，软土次固结系数在结构屈服应力附近存在峰值，次固结系数具有时效性，经分析得出在t=40t 1时刻后次固结系数趋于稳定。

关键词：软土；蠕变；次固结系数；时效性中图分类号：P642 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）12-0144-03一、引言软土在工程中被认为是不良土体，含水量一般大于液限，孔隙比大于1，高压缩性且强度低。

根据大量学者研究表明天然土体在竖向压力作用的固结涉及两方面过程，第一阶段为主固结（孔隙水压力的消散引起体积的变化），第二阶段为次固结（由于土体颗粒产生滑移蠕动而引起的体积改变）。

Mesri 等人以海积软土作为研究对象提出了堆载预压能有效减小土的次固结变形。

冯志刚等得出次固结系数受加荷比的影响。

曾玲玲、洪振舜等研究表明次固结系数与结构屈服应力存在较强的相关性。

雷华阳等对人工水泥固化软土进行研究得出，随水泥掺量增加，次固结系数变小。

国内外学者的大量研究表明，软土的次固结特性相对复杂，具有较大的研究意义。

天津的经济快速发展，吹填造陆项目为目前重要进程，这就意味着大量建筑物将以软土为地基。

因此，本文选用天津软土作为研究对象，进行次固结蠕变相关试验，同时进行原状土与重塑土的一维固结试验，结合结构屈服应力对比分析不同固结压力条件下次固结系数的变化规律，及其时效性特征。

天津滨海软土地区地基处理技术应用与研究天津软土分布广泛、地质情况复杂。

通过研究前人对天津滨海的软土性质研究，并相关工程施工中的实际情况。

针对天津滨海地区的建设，介绍滨海使用过的置换法、排水固结法、直排式真空预压技术、强夯与强夯置换法等技术措施，能够为软土地基技术发展提供参考，针对不同处理方法对软土地基处理进行综合分析比较研究。

标签：软土地基；地基处理技术；置换法；排水固结法1 天津滨海地区软土特性软土地基通常是指强度较低、压缩性比高的软弱土基。

其特性一般表现为土层水分含量大、土质疏松。

通常淤泥质土、软粘性土、湿陷性黄土都属于软土性状。

天津滨海新区沿海地区多属于软弱土基。

其特征如下：（1）含水率高，天然孔隙比大：天津滨海地区软土的含水率ω一般大于35%，统计平均值为55%。

孔隙比e一般在1.0～2.48内，统计均值为1.6。

（2）土体饱和度大于95%。

（3）垂直渗透性差：土地渗透系数在10-6～10-8cm/s，使得土地在载荷作用下固结速度慢，强度难以提升。

（4）抗剪强度和承载力较差：土地抗剪强度为1～27kPa，其强度随土地深度的增加而有所增加；内摩擦角φq较小。

地基承载力一般为20～130kPa，统计均值为68kPa。

（5）压缩性能较好：压缩系数a1-2的统计均值为1.17MPa-1，最大的达到3.3MPa-1。

2 天津滨海地区软土地基处理技术应用由于天津滨海地区的软土特有性质，大部分工程采用以下方法进行处理：2.1 置换法：置换通常是指用砂砾、石子、沙等物料替换软土地基中的部分土体，或者在软弱土体中掺杂一些石灰、水泥等物质形成混合加固体，与其他土体共同形成复合型地基，以此达到提高地基承受载荷的能力、减少地基下沉的目标，常见的处理方式方法有：振冲置换、换土回填、粉体喷射等。

振冲置换法一般利用水平振动的振冲器，在软土层地基中形成孔状，振冲器沉入土层预定深度，然后对清孔、通过孔向土层中注入碎石或卵石等物料，边填边振，使得地基中形成桩体（碎石或卵石形成）。

天津滨海地区软土固化技术现场试验研究◎ 张吉 赵丹禄 天津市北洋水运水利勘察设计研究院有限公司摘 要：天津港区东疆港区东部岸线为保证水建筑物施工和后期使用安全，地基采用软土固化技术进行处理。

为验证其可行性及最佳固化剂掺量，进行现场试验研究。

本文主要对本次试验数据进行总结，为后续大面积地基处理提供依据。

关键词：软土固化；固化剂掺量；无侧限抗压强度；标准贯入试验1.引言天津滨海地区软土地基存在为淤泥、淤泥质土等软弱土层，具有高含水率，高压缩性土，力学强度低等特点，呈流塑状态，是工程设计中需着重处理的软土层。

为保证水工建筑物施工和后期使用的安全，以及控制施工加载过程中和加载后的抗滑稳定及沉降变形，必须考虑合理可行的地基处理方案。

目前软土地基处理的方法很多，针对这种软弱的淤泥（质）地基，目前常用的处理方法有自重预压法、置换法、排水固结法、加筋法、桩基法、软土固化等。

软土固化技术是采用专用软基搅拌设备，把软基淤泥和固化剂充分拌合，形成固结板体，达到提高原有地基承载力、有效地减少地基变形和沉降的地基工程作业方法。

该方法相对传统的水泥搅拌桩和高压旋喷桩等作业方法，具有施工速度快、工程造价低、对浅层地基处理效果好等优点[1]。

2.工程概况软基固化处理技术以原有土质为基础，通过室内配合比试验和现场试验选择合理的固化剂配方，采用专用搅拌设备，把软基淤泥和固化剂充分拌合后形成固结体，固化后的土体强度指标明显改善，能提高原有地基承载力、有效地减少地基变形和沉降[2]。

天津港东疆港区东部岸线为保证水工建筑物施工安全，地基采用固化技术进行处理，为确定其可行性开展本次试验[3]。

3.试验要求3.1室内试验要求采取不同的固化剂掺量，进行固化土试块（采用边长70.7mm的立方体，下同）的无侧限强度指标检测。

为寻找最佳的固化剂掺量，探求固化土强度指标与固化剂掺量的关系，共设计有6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%和20%共计八种不同掺量，同时分室内标准养护、现场陆侧养护和现场海侧养护三种情况养护（其中现场陆侧、海侧养护仅取前三种掺量），测试7d、14d和28d龄期立方体试件无侧限抗压强度，从而为加固土设计指标的选取提供数据支持[4]。