电渗增强桩加固软土地基机理与承载特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51508507
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0807.岩土与基础工程
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Aiming at solving the problem of pile-sinking induced soil squeezing effect, slowly increasing brearing capacity and low side friciton of prefabricated pile in saturated soft clay foundation, this project is put forward using electroosmosis method to accelerate the pore water pressure dissipation of prefabricated pile and increase the pile side friction, which used for reinforcing soft soil foundation. The study of strengthening mechanism and bearing behavior of foundation improvement using this new method is of significance for engineering practice. This project is going to obtain the rules of excess pore water pressure dissipation, pile side friction dissipation regularity, load transfer law of pile-soil, etc. by means of laboratory model test, numerical simulation and theoretical analysis, so as to reveal mechanism of electroosmosis-enhanced pile for soft soil foundation reinforcement. This project will also solve the calculation expression of long term set-up of driven piles in saturated soft clay. Besides, this project will establish the single pile and composite foundation bearing capacity calculation method by taking the weakening effect of pile side friction induced by pile-sinking and the electroosmosis enhancement effect of pile side friction into considered. Overall, this project will focus on the basic scientific problems of electroosmosis-enhanced pile for soft soil foundation reinforcement. The research results is expected to promote the application of electroosmosis-enhanced pile in soft soil foundation reinforcement engineering, and make good theoretical value and practical significance for both electroosmosis and prefabricated pile research.
针对饱和软粘土地基中预制桩施工时挤土效应严重、承载力增长缓慢、桩侧摩阻力较低等问题,本项目提出采用电渗的方法加速预制桩桩周超孔隙水压力消散并增强桩侧摩阻力,从而用于加固软土地基。这种新的地基处理方法的加固机理和承载特性的研究对于该方法在实际工程中的应用十分重要。本项目基于室内模型试验、数值模拟和理论分析,研究超孔隙水压力消散规律、桩侧摩阻力增长规律、桩-土荷载传递规律等,从而揭示电渗增强桩加固软土地基的机理。求解出饱和软粘土中静压电渗增强桩承载力时效性的计算表达式;考虑沉桩施工对桩侧摩阻力弱化效应与电渗对桩侧摩阻力增强效应,建立电渗增强桩的单桩和复合地基承载力计算方法。本项目针对电渗增强桩加固软土地基所存在的基本科学问题进行研究,预期取得的研究成果将促进电渗增强桩加固软土地基方法在工程中的应用,并且对电渗和预制桩两个研究领域均具有较好的理论价值和实际意义。

结项摘要

电渗增强桩加固软土基地为软土地基的处理提供了新方法,为揭示电渗增强桩承载力机理及其承载特性,本研究针对电渗增强桩加固软土地基进行技术研发、室内模型试验、理论推导和数值分析,开发了电渗增强预制桩、电渗增强竹节套管桩、电渗增强褶皱桩、电渗增强囊袋扩底桩加固软土地基系列专利技术,认为电渗通过降低桩周土体含水率、土颗粒电泳和化学作用提高桩侧摩阻力从而显著提高桩的承载力,并实现桩间土固结和提高复合地基承载力;进行了电渗增强桩加固软土地基室内模型试验,得到了电渗增强桩加固软土地基的土体电渗参数、电流、电压、排水量等相关规律;电渗后阳极(桩)周围土体含水率和压缩性显著降低,提高了桩间土强度,电渗过程中阳极(桩)处界面电压快速增加,导致电渗效率降低,电渗后模型桩的竖向承载力远高于电渗前,桩侧摩阻力显著提高;为电渗增强桩加固软土地基有限元分析建立了结构性软土的本构模型,包括边界面本构模型和扰动状态本构模型,将模型嵌入有限元软件ABAQUS为有限元分析提供了合理的本构模型;基于单元土体排水量相等的原则提出了利用商业有限元软件模拟电渗的简化方法,推导了电压转化成负超孔压的公式,为有限元模拟计算电渗联合桩加固软土地基提供了简便的方法。基于圆孔扩张理论提出了一种简单的修正扩孔理论用于解释异形截面桩不同角度方向挤土位移的变化,用于电渗联合异形截面预制桩挤土效应预测;推导和求解了饱和土中任意排列和任意直径的排孔屏障对平面P波的散射问题,对于探索电渗联合预制桩地基隔振效应具有指导意义;基于希尔伯特-黄变换理论提出一种侧向激振法对电渗增强桩进行无损检测的方法。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(0)
专利数量(10)
Three-dimensional generalization and verification of structured bounding surface model for natural clay
天然粘土结构化边界面模型的三维推广与验证
  • DOI:
    10.15407/fm25.01.138
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    Functional Materials
  • 影响因子:
    0.4
  • 作者:
    崔允亮;王新泉;周联英
  • 通讯作者:
    周联英
饱和土中任意排列的排孔屏障对P波的多重散射
  • DOI:
    10.13577/j.jnd.2018.0203
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    自然灾害学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙苗苗;张世民;谭照芳;周联英;崔允亮
  • 通讯作者:
    崔允亮
基于长时间断电及随含水率变化通断时间比变化的电渗固结模型试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    科学技术与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    项鹏飞;崔允亮;王新泉;魏纲
  • 通讯作者:
    魏纲
刚柔同轴组合桩加筋路堤力学特性试验(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国公路学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王新泉;张霆;齐昌广;崔允亮;张世民;陈华顺
  • 通讯作者:
    陈华顺
Formulation of structured bounding surface model with a destructuration law for natural soft clay
天然软粘土结构化边界面模型的解构法则
  • DOI:
    10.15407/fm24.04.628
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    Functional Materials
  • 影响因子:
    0.4
  • 作者:
    崔允亮;王新泉;张世民
  • 通讯作者:
    张世民

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其他文献

基于改进滤失试验的泥水盾构动态泥膜渗透特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    浙大学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏纲;朱彦华;尹鑫晟;丁智;崔允亮
  • 通讯作者:
    崔允亮
Y形桩与圆形桩承载性能对比模型试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国公路学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任连伟;杨权威;崔允亮;张世民
  • 通讯作者:
    张世民
泥水盾构开挖面前泥浆渗透距离预测算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    浙江大学学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尹鑫晟;朱彦华;魏纲;丁智;崔允亮
  • 通讯作者:
    崔允亮
考虑异形效应Y形桩侧摩阻力产生附加应力研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王新泉;张世民;崔允亮;周星德
  • 通讯作者:
    周星德
塑料套管混凝土桩低应变瞬态波传播特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    土木工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    齐昌广;刘干斌;王新泉;左殿军;崔允亮
  • 通讯作者:
    崔允亮

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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