关于变真空预压排水固结施工方法的论述

本文论述了采用变真空预压排水固结加固处理高含水量、高压缩性的淤泥质软土地基,促使淤土内自由水体排出而固结的工艺。     

真空预压条件下的砂井地基Hansbo固结解

结合真空预压时的实际边界条件,引入负压沿砂井的线性衰减分布模式,将Hansbo砂井地基径向固结理论推广到真空预压(负压)情况,并与现有的董志良解及Indraratna解进行比较,以验证其正确性.结果表明,3种解析解得到的任意时刻径向固结度Ur的关系为:本文解＞董志良解＞Indraratna解.当时间因素Th≤0.5时,三者间相对误差较大,但绝对误差很小,随着时间的增长(Th＞0.5),误差逐渐减小.本文解较Indraratna解更接近较为严密的董志良解,且本文解形式简单,利于工程推广应用.当不考虑井阻作用时,3种解析解均可简化为负压条件下的无井阻固结Hansbo解.     

真空预压处理填埋污泥的固结解析解

真空预压法是一种行之有效的填埋污泥原位加固方法。在考虑真空预压的时间效应条件下,基于椭圆柱等效模型推导了真空预压联合塑料排水板的固结解析解。利用实际监测数据,拟合得出了预压时间效应参数。通过对比研究,分析了传统的圆柱形等效模型与椭圆柱等效模型的差异及预压时间效应参数对固结发展的影响。进一步,将根据解析解计算出的沉降曲线与实测沉降值比较,验证了解答的合理性与实用性。表明,在考虑塑料排水板的"形状效应"时,椭圆柱体等效模型的效果最佳,且基于各周长等效模型的计算结果与椭圆柱等效模型结果较为接近;预压时间效应参数的值越大代表真空预压施加得越快,对应的土体固结发展越快。     

真空联合多级堆载下考虑井阻时空变化的竖井地基固结解析解

考虑到竖井地基固结过程中排水体井阻随时间和深度不断变化,基于等应变假定,针对堆载为多级加载及真空预压为单级加载的工况,引入竖井涂抹区渗透系数不同的变化模式,建立真空联合堆载预压下竖井地基固结模型,通过边界条件齐次化后设解的形式并解常微分方程获得固结模型对应的解析解。通过与已有的解析解及工程实测值对比,验证解析解的正确性并利用该解答开展固结性状分析。结果表明：变井阻理论更能够为最终负压沿深度线性衰减假定提供理论支撑;竖井排水能力衰减系数的增加及最终排水能力的减小都会使某时刻真空度随深度的衰减程度增大;竖井排水能力衰减系数越大,竖井固结速率越慢;最终排水能力越大,竖井固结速率越快;基于该固结模型在工前选取合适的真空加载值进行真空联合堆载预压能同时兼顾土体固结速率和经济效益。     

真空预压法中塑料排水板弯曲对固结的影响

 工程实践表明,真空预压法处理超软弱地基时因过大的地基压缩量而使塑料排水板弯曲,导致其纵向通水量减少,进而影响深层土体的加固效果。为降低这种影响,提出二次插板方案,即先对浅层土体进行处理,待其达到一定强度后,再插设较长的塑料排水板对软基进行整体加固。结合浙江省温州丁山垦区围垦造陆的真空预压工程,对不同弯曲率的塑料排水板进行纵向通水量的测试以确定其纵向渗透系数在加固过程中的变化,并基于ADINA有限元软件,开发邓肯–张本构模型,在三维有限元数值模拟中考虑排水板纵向渗透系数的变化和超软弱土中未消散的初始超孔压。分析比较数值计算结果与监测数据,结果表明,二次插板方案所产生的沉降与孔压消散值均比一次插板方案的要大,计算时考虑排水板弯曲对固结的影响比未考虑这种影响的计算值更接近实际值,所得结论可为类似工程的设计和施工提供理论支持。     

考虑井阻随时间变化下砂井地基的非线性固结解

针对砂井地基固结过程中砂井的渗透系数会逐渐降低这一特性,通过引入e-lgσ1和e-Igk对数模型来描述土体的非线性固结特性,同时考虑井阻随时间变化和涂抹区径向渗透系数变化等因素,推导砂井地基非线性固结的控制方程,并采用分离变量法求得该方程的固结解.通过退化研究并与己有的解析解进行对比分析,对该解答的正确性进行验证.基于...     

无砂增压式真空预压地基处理试验研究

无砂增压式真空预压法作为一项新型技术,是在常规真空预压的基础上发展出来的,具有真空利用率较常规方法高、节省原材料、降低工程造价、对周边环境影响较小等优点,由于目前厦门市砂源紧缺、取土困难,本项目拟采用无砂增压式真空预压法进行地基处理.该工艺在国内多个项目已成功应用,技术经济性明显,因此,通过试验段进行小范围试点研究,探...     

考虑井阻随时空变化的竖井地基大应变非线性固结分析

高压缩性软土具有典型的几何非线性和材料非线性特征,但目前能考虑井阻随时空同时变化的高压缩性土竖井地基大应变非线性固结解答还很鲜见。考虑土体的非线性压缩渗透特征,引入随时间和深度同时变化的变井阻模型,在拉格朗日坐标系下建立以超静孔压为变量的竖井地基大应变非线性固结模型。利用有限差分法获得模型的数值解答,并将其与特殊情况下竖井地基小应变解析解及大应变固结解对比分析以验证其可靠性。不同工况下竖井地基大应变固结性状分析表明：井阻随时空演化的变井阻效应会明显降低竖井地基的固结速率,且井阻的时间效应对固结速率的影响更明显,但变井阻效应并不会影响竖井地基的最终沉降量;初始有效应力均匀分布下的竖井地基固结速率相比其随深度线性增加时较慢,且2种情况下的竖井地基最终沉降值一般不再相等,沉降曲线间的差异也较大;任意深度处井周流入砂井的流量均相等的假定导致竖井地基固结速率偏快,使实际计算会过高估计竖井地基的固结速率;竖向渗流对地基固结的促进作用随竖井长度与竖井影响区半径之比的增大而减小。     

真空堆载预压联合电渗竖向排水地基非线性固结解析解

基于等应变假设,采用非线性渗透及压缩模型,考虑真空度沿深度线性衰减以及随指数时间增加、附加应力随深度线性减小、有效电压随时间指数衰减特征,推导瞬时加载、单级加载和多级加载方式下的真空堆载预压联合电渗竖向排水地基非线性固结解析解.通过与现有文献中的试验和数值结果对比,验证推导的解析理论的正确性.在此基础上,利用该解对真空...     

基于大变形的未打穿砂井固结理论研究

 吹填土往往具有含水率高、初始孔隙比大、压缩性大等特点,加固过程中渗透系数、压缩系数及渗流路径都会发生较大变化,加固过程中砂井以下土体在砂井排水通道和真空压力下也会发生固结。基于大变形固结理论,在流动柱体坐标系下,通过建立渗流连续方程,进而推导了能够同时考虑砂井加固层及下卧土层的未打穿砂井大变形固结控制方程,并采用有限差分方法对建立的方程进行了求解。结合黏土渗透压缩模型,利用研究成果对一吹填地基浅层加固工程进行了分析,计算结果与实测结果吻合较好,证明了计算方法的可行性。     

增压式真空预压气体运移加固机制模型试验研究

针对增压式真空预压法加固超软土过程中气体运移路径和加固作用机制认识不统一的问题,设计进行探究气体运移路径的增压式真空预压试验和增压式真空预压水平排水板试验。通过对比分析土体排水量、孔隙水压力值、沉降量、十字板剪切强度和含水率等试验结果,得到以下结论：增压式真空预压加固超软土过程中,进行注气操作后气体首先向土体表面方向运移。同时,结合注气操作时的实时孔压变化情况,分析认为注气操作提升土体排水固结效果的主要作用机制为：进行注气操作时,增压气体的上升会带动深层孔隙水向浅层运移,使深层孔隙水在浅层被排水板快速吸收并排出,以此提高深层土体加固效果和整体排水效率。     

真空预压机理及超孔压分布规律研究

根据真空预压机理的研究现状及其不足,结合工程实测资料,将真空预压过程按时间分为两个过程,将真空预压的土体分为浅层土体和深层土体两个层次。指出了超孔隙水压力在竖向排水体中的分布规律对真空预压过程的影响,并提出一种新的竖向排水体中超孔隙水压力分布规律。     

基于排水体椭圆柱假定的井阻非线性竖井地基固结理论

 目前针对塑料排水板处理地基的固结计算均采用传统的砂井固结理论,即需要将扁长的塑料排水板等效为圆柱体之后再进行分析,这种简化过程可能会带来一定误差。为此,将塑料排水板视为与其形状较为接近的椭圆柱体进行研究。首先给出椭圆柱坐标体系下的塑料排水板处理地基固结基本方程,并基于椭圆柱坐标系理论得到超静孔隙水压和固结度的解析解,讨论新的解答与已有经典解答之间的关系,认为经典的排水板周长等效法高估了排水板的排水固结效果。此外,讨论了排水板渗透系数kw随深度线性衰减和随时间指数衰减变化时的固结解析解,通过计算讨论认为,渗透系数随时间的变化对排水板地基固结影响最显著,参数A2值越大,排水板地基固结速率越慢,以致于排水板严重淤堵而丧失排水能力。     

真空联合堆载预压下竖井地基固结解析解

考虑真空度沿竖井的发展是一个深度的函数,同时堆载所引起的附加应力既随时间变化也随深度变化,还考虑了地基的径竖向渗流以及扰动区土体水平渗透系数的3种变化模式,推导了真空联合堆载预压下竖井地基固结度的一个较普遍的解析解,并分析了在真空度沿竖井线性下降,堆载线性施加和附加应力沿深度梯形分布等情况下的地基固结性状。结果表明,荷载线性施加时,真空度对地基固结度有较大影响,真空度越大,沿深度衰减越慢,固结越快;而在荷载瞬时施加时,真空度对固结度没有影响。在地基井径比和水平渗透系数与竖向渗透系数之比较小时,地基的竖向渗流对地基的固结度有较大的影响。     

真空预压加固软土地基固结度的研究

阐述了真空预压处理的原理,结合实际工程监测数据,运用目前真空预压地基处理监测中常用到的两种固结度计算方法,根据各个分区预压前的土工试验结果,与理论计算方法计算的固结度进行了分析对比,通过工程实际得出了更适用于实际沉降观测数据推算固结度的公式。     

吹填淤泥真空预压固结机理与排水体防淤堵处理技术

针对吹填淤泥真空预压地基处理效果差的关键问题,全面总结了笔者及其课题组多年来的研究成果,主要包括4个方面:①采用超低压固结-渗透仪进行了大量的吹填淤泥固结、渗透试验,发现了初始含水率和液限对压缩-渗透性状的影响规律,建立了压缩过程中渗透系数的定量演化规律.②吹填淤泥真空预压过程中的位移、应变发展规律和土柱形成机理.基于...     

变附加应力条件下考虑桩体二维井阻作用的复合地基固结解析理论研究

 通过在现有解的形式基础上增加一个二次多项式,提出一种新的复合地基固结解的形式及解答方法,推导得到地基附加应力既随时间变化也随深度变化条件下考虑桩体竖向及径向二维井阻作用的散体材料桩复合地基固结解析解,通过退化、与已有解的比较等方法对解进行分析验证。结果表明,现有的瞬时荷载下考虑桩体径竖向渗流的解、考虑桩体竖向渗流与变形协调的解、太沙基一维固结解等都是本文解的特例,这说明本文解的正确合理性。地基加载历时越长,固结越慢;地基底部附加应力越小,固结越快;考虑桩体径竖向二维井阻时地基固结比只考虑竖向井阻时慢,桩径比越小,桩体渗透系数越小,两者的差异越大。本文解的表达形式及解答方法,为复合地基固结度的求解提供一种新的思路,发展和完善了现有的复合地基固结理论。     

井阻随深度和时间变化的竖井地基固结解析解

基于Deng等关于井阻随深度线性增大和随时间指数增大的假设,推导了这一假设条件下满足等应变径向固结基本方程及一切求解条件的竖井地基固结解析解。通过与现有常井阻固结解析解对比,验证了本文解的正确性。利用本文解析解,计算对比了不同井阻变化率(即参数A2和A3值)的平均孔压和平均固结度,分析了不同时间因子、深度条件下,井阻随深度和时间的变化对竖井地基固结特性的影响。结果表明:井阻随深度和时间增大将使竖井地基固结速率减小,甚至使竖井加速地基固结的能力逐渐消失。     

真空联合堆载预压固结沉降计算方法的探讨

介绍了真空联合堆载预压路基沉降的方法,主要是分析在已有吹填土的深厚淤泥地段主固结沉降的计算方法,并结合工程实例,通过分析对比研究,得出了一些有益的结论。     

软土地基真空排水预压的固结变形分析

近年来真空排水预压加固软土地基的方法开始受到重视,但是关于真空作用的机理还缺乏一致的认识。本文用比奥（M.A.Biot）固结理论分析了新港一个50×60m的试验场地的软土层在真空作用下的固结变形过程。计算结果不但成功地解释了真空作用的机制,而且也大体与实测结果一致。