离心模型试验模拟塑料排水板处理软土地基的方法和应用

采用大型土工离心机对某工程近海软土地基上堤坝施工期及运行期进行了模拟。试验中采用停机加载法模拟分级施工加载过程, 原型中采用塑料排水板固结法处理软土地基, 模型中则根据固结过程相似的原理, 换算成等效圆截面排水体, 在模型制作中采用等效透水滤芯进行模拟。根据激光位移传感器和孔隙水压力传感器数据可以得出相应原型软土地基的沉降特性和孔隙水压力变化情况。根据试验得到的沉降曲线, 采用"经验双曲线法"推算出了地基最终沉降, 然后得出按沉降推算的分层地基平均固结度随时间的变化。对比试验模拟得到的软土地基固结度和理论计算结果, 二者基本接近, 表明塑料排水板模拟方法用于离心模型试验是可行的。      

塑料排水板处理后软土地基临界高度研究

考虑经塑料排水板处理后,路堤在填筑过程中孔压消散导致地基土强度提高所引起临界填筑高度发生变化,修正Leroueil 和Tavenas提出的临界高度计算模型,结合四川省遂-资高速公路软基变形监测数据进一步验证了计算模型的可行性。研究表明:（1）在填筑过程中,实测地表沉降曲线的拐点和沉降速率的加速点即为临界高度。实测沉降-填筑高度曲线在临界高度前后皆可看成线性变化;（2）由于固结时间t、现场取样条件的差异,修正计算所得临界高度较观测得到临界高度相差±(0.1~0.3)m,计算值总体偏高;(3)利用成对t检验法对数据进行检验,得出t＜t0.05,22=2.074,观测值与计算值差异性不显著。     

塑料排水板处理后软土地基临界高度研究

考虑经塑料排水板处理后,路堤在填筑过程中孔压消散导致地基土强度提高所引起临界填筑高度发生变化,修正Leroueil 和Tavenas提出的临界高度计算模型,结合四川省遂-资高速公路软基变形监测数据进一步验证了计算模型的可行性。研究表明:（1）在填筑过程中,实测地表沉降曲线的拐点和沉降速率的加速点即为临界高度。实测沉降-填筑高度曲线在临界高度前后皆可看成线性变化;（2）由于固结时间t、现场取样条件的差异,修正计算所得临界高度较观测得到临界高度相差±(0.1~0.3)m,计算值总体偏高;(3)利用成对t检验法对数据进行检验,得出t＜t0.05,22=2.074,观测值与计算值差异性不显著。     

塑料排水板&强夯法在软土地基处理中应用研究

塑料排水板&强夯法是近年来发展起来的一种新的地基处理方法,该方法集塑料排水板的排水通道作用与强夯的动力固结作用于一体,在大幅度提高软土地基渗透能力的同时,使软土发生快速的动-静排水固结,从而提高地基承载力,减小地基沉降量。同时由于软土地基排水通道的形成和渗透能力的改善,显著提高了强夯地基处理的深度。本文通过某工程地基处理中塑料排水板&强夯法在两个试验区域的实践研究,说明塑料排水板&强夯法在软土地基处理中具有很好的适用性,是适应条件宽和应用前景广的地基处理技术。     

排水板自载预压联合强夯加固软土回填地基的试验研究

采用塑料排水板分级推填不同材料（块石、砂及块石土混合物）压载并联合强夯的静态－动态顶压法加固含水量高达７０％以上的软土地基,只要合理地确定施工参数和掌握施工工艺,是可以达到理想的加固效果的。本文通过在福建省内尚属首次应用的某工程现场试验,论证了该法适于加固闽江口下游软土回填地基的可用性和合理性。根据试验结果,还着重讨论了不同排水间距,不同填料及不同夯击能量时的静态排水固结过程中,地基上的变形与固结     

软土地基处理方法的实例分析

常用的软土地基处理方法有排水固结法、换填法、预压法、强夯法、灰土挤密桩法、深层搅拌法、碎石桩或水泥碎石桩法等,但在保证达到地基处理各项技术和经济指标的条件下,要以因地制宜、就地取材为原则,既要考虑施工简便,还要节约资源.     

塑料排水板处理软土地基沉降速率与沉降关系

在塑料排水板处理软土地基的施工过程中,进行沉降实测,取得沉降速率与沉降的关系曲线.并利用此关系,反算现场固结系数、瞬时沉降量、主固结沉降量和次固结沉降量,分析各沉降组成部分的比重,探讨软基处理效果.以此通过工程实例,说明该方法的使用,为指导工程施工提供理论依据.     

塑料排水板堆载预压处理深厚软基的试验研究

以广珠准高速铁路软土路堤试验塑料排水板堆载预压法处理深厚软基的测试结果为基础 ,对用该方法处理深厚软基的沉降、孔隙水压力、土压力、土工格栅受力及深层水平位移等方面的变化规律进行了分析     

塑料排水板处理地基非线性固结计算研究

针对目前国内外竖井地基非线性固结计算大多均采用近似等效法求解的不足,根据软土固结理论及数学理论推导,基于塑料排水板椭圆柱假定,推导了考虑地基土水平渗透系数、压缩模量随固结过程非线性变化影响下的排水板处理地基非线性固结控制方程,并利用数学中非线性微分方程理论,给出了非线性固结解析解。通过与Indraratna等非线性固结近似解对比分析,认为理想井下预压荷载越大（Nu越大）,则Indraratna等近似法成果误差越大;且在Cc/Ck = 1.8、Nu = 5时Indraratna等近似解与该理想井非线性固结精确解析解误差高达16%,而解析解与精确数值解基本一致。最后通过Indraratna等典型工程案例验证分析,认为所得理论更符合工程实际,具有较好的工程应用价值。     

土工织物与塑料排水板联合处理软基的效果分析

基于平面应变条件下的Biot固结理论,采用非线性有限元方法对土工织物加筋与塑料板排水联合使用处理软土路基的效果和机制进行了探讨。对比计算表明：在相同固结时间内加设排水板后路堤的竖向沉降大于无排水板情况下的相应值,路堤坡趾处的隆起变小,路堤的侧向位移也变小。塑料排水板极大地缩短了孔压的消散时间,加快了软土的固结进程,使软土地基的承载力得到较快的提高,从而提高了路堤的稳定性。加设排水板后筋材所分担的抗拉力也比无排水板情况下的抗拉力低。为了更好地发挥土工织物的加固效果,土工织物应尽量布置在高应力区域。加设排水板可以缩短路堤各固结阶段的静置时间而达到优化设计。     

两种塑料排水板滤膜淤堵特性试验研究

在水力梯度逐级递增的条件下,采用饱和软黏土进行了两种不同塑料排水板（PVD）滤膜（外包土工织物）梯度比试验,探讨两种PVD滤膜的淤堵特性,并结合真空预压软基加固的实际工况进行分析。试验结果显示,随着水力梯度的递增,一种表观孔径大的新工艺PVD滤膜的梯度比呈现先上升后下降的总趋势,并最终趋于稳定,常规PVD滤膜的梯度比总体呈上升趋势,无法趋于稳定。研究表明,不同水力梯度对滤膜淤堵有着较大影响,新工艺PVD滤膜在真空预压实际工况（水力梯度较高）下的防淤堵效果优于常规PVD滤膜。PVD滤膜的淤堵问题与滤膜制作工艺、孔径和软黏土性质有关,其淤堵机制仍需进一步的研究。     

考虑径向渗透系数变化的真空预压竖井地基固结解析解

针对真空预压条件下竖井地基固结问题,考虑竖井地基扰动区土体径向渗透系数变化的3种模式(扰动区渗透系数为常数、线性变化、抛物线变化)和竖井井阻随时间变化等因素影响;建立数学计算模型,采用解析解法,推导了考虑径向渗透系数因施工扰动而变化的真空预压竖井地基固结问题的解析解。基于此解,编制了计算程序,绘制出了考虑扰动区土体径向渗透系数变化和竖井井阻随时间变化影响的真空预压竖井地基固结曲线图。研究表明:井阻变化率对固结速率有较大影响;在土体扰动区径向渗透系数变化的3种模式中,渗透系数为抛物线变化时固结速率最快,渗透系数为线性时次之,渗透系数为常数时固结速率最慢。     

软土地基中PHC管桩水平受荷性状的试验研究

桩在水平荷载作用下的受力性状是一个复杂的桩土相互作用过程。针对软土地集中预应力管桩受水平荷载的问题,结合工程实例,通过水平静载试验,实测得到了水平荷载作用下PHC（超长预应力）桩与土共同作用时的工作性状,分析了PHC桩受水平力作用时的内力、变形和临界承载力以及地基土的水平抗力比例系数。试验结果可为今后同类地区水平受荷桩的设计与研究提供参考。     

变荷载下考虑井阻随时空变化的竖井地基固结解

竖井排水固结法中井阻随时空演变（即由淤堵和弯折所引起的竖井排水能力下降）的现象已引起广泛关注,且变井阻对竖井地基固结速率的影响不容忽略。但目前能同时考虑变荷载及井阻随时间和空间变化的固结解析解还鲜有报道。考虑井阻随时空演变过程,引入实际中广泛采用的单级或多级加载模式,建立了竖井地基固结模型,并应用分离变量法获得固结模型的解析解答。通过与已有的解析解、有限差分解及工程实测值进行对比分析,充分验证了该模型的正确性。通过大量的计算,分析变井阻参数对竖井地基固结性状的影响。结果表明：竖井地基固结速率随竖井最终排水能力的增大而加快,随深度井阻参数及时间井阻参数的增大而减缓,且时间井阻参数的影响更为显著。     

某石油化工场地土层挥发性有机物的污染特征

在调查华北平原一个污染年限超过35年的石油化工场地时,采用便携式仪器土层测气方法,快速、准确地测定了场地内40多个钻孔不同深度土层中挥发性有机物(VOCs)的浓度。基于对场地地质水文地质条件的认识,以及通过对大量数据的分析对比和应用空间变异分析方法,得出了对场地土层介质中VOCs污染特征的如下认识:(1)土层VOCs浓度的垂向变化可概括为污染源淋滤型、包气带扩散污染型、地下水波动带污染型和混合污染型四种污染类型;(2)在包气带砂土层和粉土层中,VOCs的扩散规律可近似用指数模型描述;(3)包气带土层中VOCs优先积聚在渗透性强的砂性土层中,砂土层中VOCs浓度是粉土层中VOCs浓度的1.5～12倍,平均3.76倍;(4)土层VOCs浓度的水平变异性表现为包气带土层的变异性要比地下水波动带土层大,且水平变异性能在25m尺度内得到充分显示;而土层VOCs浓度的垂向变异性随地而异,变化复杂,很难用统一的一个量化尺度来表征。本文对这一典型污染场地的剖析,有助于从事污染场地调查人员认识我国华北平原石油化工类场地的污染特征,并为调查与治理类似污染场地提供技术依据。     

Analytical solutions for the consolidation of unsaturated foundation with prefabricated vertical drain

Based on the consolidation theory raised by Fredlund, the solutions for the equal-strain consolidation of unsaturated foundation with the prefabricated vertical drain considering smear effect and drain resistance are analytically formulated in this paper. Firstly, governing equations for excess pore pressures (i.e., excess pore-air and pore-water pressures) under the equal-strain hypothesis are derived with the introduction of radial boundary conditions. Afterwards, the obtained coupled equations are solved by applying general integration, decoupling process, and Fourier sine series expansion. The smear coefficients and factors of drain resistance corresponding to air and water phases are both captured explicitly in the final solutions. Furthermore, the degenerated solutions are employed to verify the reliability of the current solutions. Finally, a parametric study is conducted to study the consolidation characteristics of the proposed foundation model against modeling sizes (S and N), smear coefficients (α_a and α_w), and drain resistance factors (G_a and G_w).     

竖向排水井地基工后沉降预测

预测工后沉降是排水固结预压加固软土地基的关键问题之一。根据等应变竖向排水井地基固结理论,提出了沉降曲线的近似计算方法。通过实测沉降资料与近似理论曲线的拟合,获得竖向排水井地基的最终沉降量和平均固结度,从而预估其工后沉降量。将该方法分别应用于真空预压和堆载预压处理的竖井地基,进行工后沉降预测,结果表明该方法是可行的     

循环荷载作用下竖向排水板加固软黏土的孔隙水压力累积特性研究

采用大型动三轴试验仪进行重塑高岭土试样的循环三轴试验,试样直径为300 mm,高度为600 mm。圆柱体试样中心放置了一块竖向排水板,在循环加载试验进行时和结束后都可进行径向排水。试验结果验证了径向排水可以有效地消散循环荷载引起的孔隙水压力。通过结合径向固结理论与不排水循环加载土体模型,提出了一个循环荷载作用下径向固结模型,用来描述在允许径向排水的情况下软黏土在循环荷载作用下的孔压累积特性。模型中考虑了应力历史和孔隙水压力消散对孔隙水压力生成的影响,并用大型循环三轴试验结果进行验证。研究发现,当施加较大循环荷载时,径向排水减缓了孔隙水压力累积到临界值的速率,因而土体在破坏前可以经历更多次的循环荷载;当施加中等循环荷载时,径向排水可有效阻止孔隙水压力增长至临界值。除此之外,还研究了加载间歇期对孔压累积特性的影响,结果显示3组循环加载结束后,累积孔隙水压力开始减小,表明之后更多的循环加载并不会引起孔隙水压力的累积增长。     

CONE模型与地基动力液化的非线性有效应力分析

在分析建筑物地基的地震（或振动）液化时,为了简化分析土壤-地基的动力相互作用,引入Cone模型,在总应力分析的方法基础上,结合了Martin等提出的孔隙水压力发展模型,并且考虑土壤发生液化的动力非线性过程中材料刚度退化的影响,提出了可以直接求解各区域的孔隙水压力的有效应力简化分析法,并进行液化可能性判别。