真空预压和堆载预压下软土微观结构的变化

为揭示真空预压和堆载预压加固软土地基过程中土体微观结构的变化,进一步探究软土加固机理,对温州海底吹填土进行了真空预压试验和堆载预压室内试验,采用电子显微镜研究了2种方法加固软土前后土颗粒的数量、圆形度、直径、丰度及定向性等微观参数的变化.试验结果表明:在真空预压和堆载预压加固软土的过程中土体结构不断调整重组,但加荷方式的差异引起土体结构调整方式不同;真空预压时,土体颗粒重新排列;而堆载预压时,土体颗粒破碎后排列.通过对真空及堆载预压固结过程中土体微观结构变化规律的研究,有助于了解真空预压和堆载预压加固软土的机理与效果.     

真空-堆载联合预压加固海域吹填土地基的适用性及特点探讨

如今真空-堆载联合预压在我国道路工程软基处理中应用十分普遍,但在海域吹填土地基处理中的应用尚属起步阶段,对其特点和适用性研究存在不足。从真空-堆载联合预压工程实例入手,通过海域与内陆工程的对比得到;海域软黏土具有厚度大,含水率高,孔隙比大,强度低,压缩性大的特点。由于海域软黏土的这些性质导致海域真空-堆载联合预压工程具有沉降量大,沉降速率快,处理后土体固结度低,工后沉降较大等特点。为以后海域真空-堆载联合预压工程的设计施工提供依据。     

匀速等量堆载的真空联合堆载预压下吹填土工程特性试验研究

针对温州滩涂围垦区吹填土处理难度大、强度低、工期长等问题,在真空-堆载联合预压下,采用5 k Pa/d匀速堆载的方式进行室内模型试验;同时设立真空预压对照组。对真空度、孔隙水压力、表层沉降进行监测并分析变化原因。通过加固后的土体含水率和十字板剪切强度对加固效果进行对比分析。试验结果表明:真空-堆载联合预压处理技术能够又快又好地加固温州吹填土。匀速堆载时真空度、孔压和土体表面沉降有明显变化;但随着时间推移而减弱。加固效果优于真空预压。     

考虑无井阻和土体非线性的真空-堆载联合预压复合地基固结分析

针对真空-堆载联合预压复合地基固结问题,考虑土体的非线性,通过引入对数模型,给出真空-堆载联合预压复合地基非线性固结问题的解析解。运用算例分析讨论了复合地基固结性状的变化规律。结果表明,真空-堆载联合预压复合地基非线性固结问题可看作是真空荷载和堆载两者叠加的效果,其按应力定义的固结度与按变形定义的固结度不同;按应力定义的固结度,当土体压缩指数与渗透指数之比小于1时,增大真空荷载值或堆载值,固结加快,当其大于1时,情况则相反;土体压缩指数与渗透指数之比、井径比、涂抹区大小越大,桩土模量比越小,固结越慢;在时间因子较小时,扰动区土体超静孔压增长速度明显大于未扰动区;距离桩体越远,超静孔压消散越慢。     

真空联合变堆载预压下竖井地基固结分析

为了得到真空联合变堆载预压下竖井地基沉降随时间的发展规律,考虑真空度沿竖井线性减小,堆载单级线性施加,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呈抛物线变化,推导了真空联合变堆载预压下竖井地基固结度的一个解析解.并分析了地基固结性状.结果表明,荷载逐渐施加时,采用真空联合堆载预压比只采用堆载预压固结要快,真空度越大,沿深度衰减越慢,固结越快.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-堆载联合预压处理地基的沉降特性

通过现场试验和理论分析计算,对堆载预压法和真空-堆载联合预压法2种方法处理相近地质条件软基的沉降特征、沉降计算理论和结果等进行了对比研究。结果表明：真空荷载能够加速地基沉降、增加地基的总沉降量,但等效真空荷载引起的沉降增量要小于真实的堆载荷载;真空-堆载联合预压下的加固区沉降比堆载预压更加均匀;将真空荷载等效为正荷载,按照分层总和法和Hansbo解进行真空-堆载联合预压沉降和固结计算,经修正后结果令人满意。真空-堆载联合预压计算时的沉降修正系数m_s小于堆载预压;真空荷载可有效地消除工后沉降。     

不同超载比真空联合堆载预压处理吹填土效果及对周围环境的影响

真空联合堆载预压处理吹填土地基时,沉降量、孔压消散值、含水率、十字板剪切强度是衡量土体加固效果的重要指标,而针对一些设计要求高、周围环境复杂的工程,土体侧向位移的大小和变化规律作为控制堆载过程、满足变形与稳定要求、考察对周围环境影响的重要指标应引起重视。室内试验主要通过三种不同的超载比(堆载量与设计真空度之比)进行真空联合堆载室内模型试验,对真空-堆载联合作用下土体侧向收缩变形特性进行研究,探求最合适的超载比方案。     

半透水边界砂井真空联合堆载预压Hansbo固结解

把砂井地基上下边界视为半透水边界,以研究顶部垫层和底部下卧层透水特性对砂井地基固结过程的影响.根据轴对称固结方程和等应变假定,利用Hansbo法获得了真空联合堆载预压下半透水边界砂井地基的固结解答,分析了上下边界透水系数对真空和堆载预压固结度和沉降的影响,比较了真空单独预压下本文解与Indraratna等解答和周琦等解答的联系和差别.研究表明,(1)不管真空预压还是堆载预压,固结时间因子相同时地基固结度随边界透水系数增大而增大.(2)对于真空预压,下边界透水系数越大,地基的最终沉降越小,固结期间时间因子相同时的沉降也越小;上边界透水系数越大,固结期间时间因子相同时的沉降越大.(3)对于堆载预压,不管上边界还是下边界,边界透水系数越大,最终沉降不变,而固结期间时间因子相同时的沉降越大.(4)当真空预压上边界透水时,周琦等解答的固结度大于本文解答的固结度大于Indraratna等解答的固结度.为了提高真空预压的最终沉降,需减少地基下边界的透水性.     

真空—堆载联合预压在横琴能源站地基处理中的应用

基于真空—堆载联合法在珠海横琴能源站软土地基处理方案的实施,对现场真空度、孔隙水压力、深层水平位移、地表沉降、地下水位、分层沉降监测资料进行分析,以及地基处理前后的室内试验和现场原位试验资料进行对比和研究,结果表明:真空—堆载预压后,软土地基的沉降速率指标、固结度、承载力均达到设计要求,软土各项物理力学指标明显改良,预压效果良好;为具有相同或类似条件地域的软土地基加固处理提供了经验.     

真空堆载预压处理软基效果的室内试验研究

对苏嘉抗高速公路吴松江大桥桥头软基真空堆载预压处理前后的土样进行了室内试验研究，经插板前、插板后及真空堆载预压处理后的土性指标的对比分析，得出了合理的试验结论，即土的物理性质指标分别得到不同程度的降低，强度指标也得到很大的提高。并通过比较加固处理前后的土性参数，对真空堆载预压处理的效果作了综合评价。     

分级加载真空预压加固吹填流泥试验研究

在分析高黏粒含量吹填土地基经常规真空预压处理后加固效果差、土体强度增长有限原因的基础上,进行分级加载真空预压和常规真空预压现场大型模型试验,探讨分级加载真空预压对流泥固结、变形的影响及其优势。结果表明:吹填流泥处于泥水混合物状态,具有明显的流动性;分级加载真空预压采用初始较小真空荷载且持续较长时间,有利于减缓排水板周围土体过早积聚、固结,给距离排水板较远处土体充分的排水固结时间,有利于改善整个土体的加固效果,且耗电量仅为常规真空预压的60.8%,具有较高的实际应用价值及经济效益。     

塑料排水板结合真空预压法的径向固结解析解

塑料排水板结合真空预压的软土地基加固方法是一种经济高效并被逐渐广泛应用的地基加固方法,该方法不仅可以减少堆载预压坝体的高度,还能减少土体的侧向位移.推导的塑料排水板与真空预压结合的非线性径向固结解析解可以较好地用于该种地基加固的预测和分析.求解过程认为软土在一维固结条件下孔隙比与平均有效应力、水平渗透系数成对数线性关系,而非以前认为的一维线性关系,因排水板周围土体被扰动,所以涂抹区中水平渗透系数采用抛物线分布形式,同时还考虑真空预压对固结的作用.退化提出的解析解与前人解析解进行对比验证、完成解析解与试验结果验证,证明了该解析解的正确性.最后,分析了参数κ和C_k/C_c对固结的影响,结果表明C_k/C_c值越大,固结时间越短,κ值增大,固结时间增长.     

真空堆载联合预压法加固软基的现场试验

结合山东日照港集装箱码头辅建区的软基处理工程,开展了现场真空-堆载联合预压试验和监测资料分析研究,并对其加固机理和加固效果进行了探讨.研究结果表明真空预压明显地加快了地基的沉降速率,加速其固结过程,同时产生向内的水平位移,从而使真空-堆载联合预压比超载预压具有更强的抗失稳能力.土体侧向位移量和位移速率与加荷方式及大小密切相关.真空预压的加固深度主要是地表以下竖向排水体范围内受荷载影响的土层.     

真空联合堆载预压处理深厚软基试验和数值分析

为提高深厚软基的深层加固效果,对某高速公路软基采用真空联合堆载预压法处理,改进了竖向排水通道形式.在试验路段中分别设置150 mm宽的塑料排水板和插入100 mm袋装砂井作为新型竖向排水体,其中细管长度10 m,直径8 mm,对比验证了两种新型竖向排水体在提高深厚软弱土层排水固结的功效.结果表明:150 mm宽塑料排水板内真空度衰减较少,预压期地基沉降量大,8 mm细管可增大袋装砂井中真空压力的传递深度.在修正剑桥模型的基础上,考虑了软土的流变性以及卸载后再加载的变形特性,改进土体本构模型,提出了相应的真空预压有限元数值计算方法.实例验算表明:计算值与实测值的数据大小及其变化规律都吻合较好.     

海相结构性软土扰动排水试验分析

因天然沉积海相土在扰动下结构性被破坏,土体甚至会变成流态,更易排水,现针对高灵敏度天然沉积海相土“先扰动后排水”的排水固结改进方法,为实现该技术的有效性,通过塑料排水板联合真空预压的模型试验,对比研究了原状土和扰动土采用真空预压处理时固结时间、表层沉降及处理后土体含水率与强度、灵敏度的差别,并对比了原状样和扰动样分别抽真空后的微观结构。试验结果表明,对于天然沉积海相土的原位状态强度较高但土体结构不稳定的特点,采用快速扰动法预先破坏土体结构,可以消除高灵敏度引起的土体结构不稳定问题,在扰动后进行预压处理后,扰动相对于原状含水率降低31%左右,沉降量扰动相对原状提高1倍,排水量也增加了4倍左右,屈服应力和土体灵敏度降低,排水加固效果明显。     

Rigorous Axially Symmetric Consolidation Solution of Vacuum Combined Linear Loading Surcharge Preloading

Vacuum combined surcharge preloading is an effective method which has been used in ground treatment. This study presents the analytical solution of vertical drains with vacuum combined surcharge preloading. The surcharge was considered to be time-dependent preloading due to its reflection of the real situation.Moreover,the free strain,instead of equal strain hypothesis of the surface,was adopted for the mathematical rigor. Both vertical and horizontal drainages,along with the well resistance were considered.Besides,the time-dependent surcharge preloading was resolved with the impulse theorem which has been presented in the study,and the solutions for pore water pressure and degree of consolidation were derived by applying the approach of separation of variables.Furthermore,the solution is compared with previous solutions and numerical solutions,and the results verify the correctness of the proposed model.     

外荷载变电压作用下软黏土电渗固结试验研究

针对电渗法与外荷载联合作用进行了室内试验,设计了9组对比试验,包括在相同外荷载作用下改变电渗电压、在相同电渗电压作用下改变外荷载作用以及单纯外荷载作用下的普通固结试验.对各组试验中的电路电流、土体出流、土体含水率分布、土体沉降、土体电导率、pH值等指标进行了量测,分析了外荷载、电渗电压对电渗过程的影响,并在外荷载与电渗电压之间建立了一定的联系.试验结果表明,增加外荷载对土样排水的促进作用优于提高电压梯度;外荷载作用能够促进阴极排水口处的出流量;在40 kPa外荷载作用下的普通固结与在0.5 V/cm电压梯度作用下的电渗固结作用及效果相当,在1 V/cm电压梯度作用下的电渗固结与在50 ∼60 kPa外荷载作用下的普通固结作用效果相当.研究及结果表明,外荷载与电渗法联合作用和单纯电渗法及单纯预压法相比,能够显著提高地基处理效果.