饱和软土地基堆载预压排水固结沉降特性研究

为研究沿海饱和软土地基堆载预压排水固结沉降特性,针对变电站软土地基处理实际应用工程,利用非线性有限元软件,分析饱和软土地基下采用塑料排水板堆载预压排水固结沉降特性,同时考虑井阻效应和涂抹作用,解析计算并设计堆载预压排水固结相关参数和效果控制等,预测饱和软土固结度及其沉降特征,综合分析塑料排水板堆载预压地基加固效果与影响...     

堆载预压处理滨海软基三维数值分析

塑料排水板在处理软土地基中已广泛应用.针对塑料排水板地基目前主要分析方法是将其转化为平面应变有限元,然而计算的孔隙水压力和水平位移结果不理想.基于ABAQUS排水板单元建立较大规模的三维有限元模型,结合某塑料排水板堆载预压处理软基工实例模拟分析.计算所得的软基的沉降曲线、孔压曲线与现场测量值比较吻合,证实了模型中三维排水板单元的可靠性.通过改变施加填土的时间以及堆载预压的时间,对比观察软土地基超孔隙水压力和地表沉降的变化规律,确定最佳的施工方案.为以后堆载预压处理软土地基的设计与施工提供指导和参考.     

线性加载作用下软土地基固结变形分析

目前软土在加载下的固结变形研究主要为瞬时加载,为明确线性加载作用下软土固结变形规律,通过太沙基一维固结理论和有效应力原理的方法求解了软土地基在任意加载速率下一维固结方程的通解,并求解了线性加载下固结方程的解析解。结果表明：线性加载下软土地基产生的超静孔压可以分成增长期、快速消散期和缓慢消散期三个时期;加载速率影响超静孔压的增长路径、消散速率以及最大超静孔压值,最大超静孔压值与加载量近似成线性增长关系,加载速率对最大超静孔压值的影响存在临界值k1和k2;固结系数影响临界加载速率,排水距离影响超静孔压的消散时间;加载速率改变沉降路径而不影响沉降值、改变固结路径并且影响固结时间;最后结合工程实例进行对比分析,发现基于线性加载固结方程解析解得到的理论值及变化规律与实测值有较好的吻合性。     

孔隙比变量一维固结方程解析理论

经典Terzaghi固结理论假定固结沉降与超孔压消散间满足线性耦合关系,通过计算土体应力固结度与土体最终沉降量预测沉降发展过程。由于土体固结沉降与超孔压消散间存在不同步耦合效应,沉降发展快于超孔压消散,应用应力固结度预测土体沉降发展误差较大。以孔隙比变量作为固结方程控制变量,根据孔隙比边界条件求解土体固结沉降过程可以有效避开超孔压消散与土体沉降间的滞后耦合效应。以土体连续方程、达西定律、有效应力原理为基础推导孔隙比变量固结方程及边界条件,研究边界条件、土体自重、初始孔隙比分布、非瞬时加载等对土体固结过程与最终效果的影响,比较应力与应变固结度间差异。研究表明初始条件、土体自重等对孔隙比变量解答有较大影响,引起5%左右误差。     

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。     

基于CPTU孔压消散试验的欠固结土OCR计算方法

利用CPTU孔压消散试验数据对欠固结土的欠固结状态进行定量评价,并在此基础上提出基于固结状态参数的欠固结土超固结比计算方法.结合现场CPTU孔压消散试验及室内固结试验对崇启大桥北接线工程沿线③l层软土应力历史进行了研究.结果表明:消散时间足够长时,CPTU孔压消散实验曲线的末端无限逼近原位初始孔压,且消散曲线尾端的实测...     

真空-堆载联合预压法参数敏感性分析

针对真空-堆载联合预压法各设计参数敏感性分析研究的不足,应用Biot固结理论及ABAQUS软件,建立了真空-堆载联合预压分析模型.选取某实际公路试验段进行了真空值大小,塑料排水板打设深度、打设间距、透水性等设计参数的敏感性分析,研究了软土地基在经过真空-堆载联合预压处理后的加固效果及变形位移随各设计参数的变化规律,给出了各种设计参数对加固效果的影响程度.基于设计参数的敏感性分析,提出了各种加快软土固结沉降速率以及尽量减少工程对周围环境影响等的工程措施.研究成果可为真空-堆载联合预压法处理软土地基的设计提供参考依据.     

初始孔压非均布的饱和土一维热固结解析解

基于热弹性力学和饱和土固结理论,通过热固结方程的建立和求解,研究了初始孔压非均布时的饱和土一维热固结问题.利用有限Fourier变换及其逆变换,得到土层内部超静孔压、温度增量的解析解,并依此求出地基沉降、平均固结度的表达式.根据所得解编制计算程序,分析了饱和土的一维热固结性状,并与不考虑温度影响的传统固结解进行比较.结果表明,超静孔压随时间延长最终消散为零,但在热固结过程中可能会产生负孔压;地基沉降受温度升高的影响小于传统固结解;平均固结度按沉降定义和按孔压定义是不同的,其变化规律与传统的固结理论有较大差别.     

不同固结度真空预压联合堆载加固吹填土室内试验研究

针对滩涂围垦区吹填土处理困难,真空预压处理后无法满足强度和标高要求,传统真空联合堆载处理工期长,效果不尽如人意的问题,通过对五种不同固结度下堆载的联合加固法进行室内模型试验研究,探究堆载时土体固结度对真空联合堆载预压处理效果的影响。通过对试验过程中的数据分析和试验结果检测表明,在土体固结度为27.8%的时候堆载,处理时的出水速率快、出水量大、表层沉降明显,处理后的土体固结度达97.3%,十字板抗剪强度大、含水率低、处理效果较优,说明在固结度较低时堆载,提高了堆载荷载的利用率,改善了处理效果。     

砂井地基固结过程的监测与分析

采用沉降板、分层沉降仪、孔隙水压力计等仪器,对路基分层填筑过程中砂井地基的固结规律进行监测,保证了路基的安全填筑.将非线性弹性本构关系引入Biot固结理论有限元程序,把砂井地基等效为砂墙,采用中点增量法研究施工过程中地基沉降与孔隙水压力消散的规律,其计算参数由室内三轴试验确定.研究结果表明:采用非线性弹性模型计算的孔隙水压力峰值和沉降量均大于弹性模型计算值,能模拟在分级加载过程中砂井地基的沉降和孔隙水压力消散的规律;泊松比对非线性模型的孔压变化趋势影响不大,但沉降量随泊松比的增大而减小;只有当渗透系数发生数量级改变时,才引起孔压的明显变化.     

拓宽路基下软土地基工后沉降预测

拓宽路基荷载作用下的软土地基工后沉降是导致高速公路改扩建工程相关病害的主要原因之一。为了准确掌握软土地基的固结沉降状态及工后沉降值,为差异沉降控制手段的设计和动态施工提供依据和指导,建立了考虑蠕变的软土地基沉降模型;基于高速公路改扩建工程现场沉降监测资料,运用3层BP神经网络方法反演了计算模型的计算参数,并在此基础上运用有限元软件对拓宽路基的工后沉降作出预测。研究结果表明,实测沉降值与有限元计算沉降值的曲线基本吻合。     

软土地区某高层建筑地基加固现场实测及有限元分析

地基处理不当、基础设计不合理等原因都会造成建筑物不均匀沉降,给建筑的正常使用造成影响.以某不均匀高层建筑为例,详细介绍了该建筑所经历的两次基础加固过程,结合现场监测和数值模拟方法分析了两次加固的效果,并预测了未来两年的沉降发展趋势.结果表明:地层不均匀、地基土固结沉降增大桩基负摩阻力是造成本建筑不均匀沉降的原因,本项目上部结构施工完成三年后超孔隙水压力才基本消散;基础加固中基桩应选择合理的持力层,如桩长较短,即使桩数多,也无法很好地发挥作用;基础加固有一定的滞后效应,由于加固桩体施工对土体有一定扰动,故沉降不会立刻停止,而是在扰动停止后趋于稳定;沉降缝对于控制大规模不均匀沉降意义重大,设计时应特别注意.     

基于微观结构的软土变形计算模型

 基于土体微观结构演化建立其土体沉降计算模型是值得探索的新方法和新途径。研究首先从室内固结试验和三轴固结试验出发,研究不同荷载条件下软土微观结构变化与固结变形特征;并运用图像处理技术,提取微观结构参数,分析微观结构参数与荷载、变形和强度之间的关系,建立基于微观结构的软土沉降计算模型;最后,将这一模型应用于实际工程中,计算结果与监测值对比分析表明：二者具有较好的一致性,验证了该模型的实用价值。     

软基场地排水固结沉降与渗流数值模拟分析

采用快速拉格朗日差分程序FLAC 3D编制计算程序,对软土排水固结沉降进行非线性流-固耦合数值分析,进一步明确了软土排水固结机理和沉降量的时空变化规律.结果表明,在沿土体高度方向,地表沉降量最大,沉降速率也较大,随着深度增大沉降逐渐减小,地表土体靠近排水井沉降最大,向远处逐渐减小,沉降分布呈曲线型;在深基坑附近渗流曲面...     

灌浆法在填土地基加固处理中的应用

近年来,随着土地供应的紧张,许多建筑物不得不建造在填垫了大量回填土的池塘、洼地上,由于回填时间较短且土层较厚,通常需要进行地基处理才能满足上部结构对承载力和沉降的要求。灌浆法由于具有施工简单、速度快、造价低且对周围环境影响较小等优点在处理填土地基方面应用较广。以天津市滨海新区某工程为例,详细介绍了灌浆法在填土地基处理中的应用。     

沉降速率系数确定方法

沉降速率法常用于确定路面施工时机,因此沉降速率系数的确定对路面施工非常重要。当路基的地质、地基处理、施工等方面的资料都齐全时,可以按照固结理论计算得到沉降速率系数。在工程实践中更多地利用施工监测资料反演计算沉降速率系数,目前常用的反演方法有三点法、孔压~时间曲线拟和法等。在固结理论等已有研究成果的基础上提出了t~1nSr法、St~Vs法、双曲线法、Asaoka法等方法,工程实践证明上述方法是可行的。理论分析和工程实践都表明多层地基的沉降速率系数随时间增加而减小。     

沉降速率与剩余沉降的关系

针对工程实践中沉降速率常用于确定卸载时机、双曲线常用于拟合沉降曲线的情况,研究了沉降速率与剩余沉降的关系,对符合双曲线的沉降—时间曲线进行了推导分析,结合工程实例证明了沉降速率与剩余沉降的平方成正比,进而推导得到容许工后沉降控制的卸载、路面施工沉降速率标准。相同剩余沉降,沉降—时间曲线为双曲线时沉降速率小于沉降—时间曲线为指数曲线时的沉降速率。工程实例和算例均证实了研究结果的正确性。     

深基坑工程预降水诱发地表沉降分析研究

为了预测深基坑工程施工前预降水诱发的地表沉降量,本文考虑到不同含水率状态下土体重度存在差异,应用大井法基坑降水原理,基于有效应力原理和一维固结压缩理论,计算降水区域单元土体的固结压缩量;并通过随机介质理论方法预测基坑周围的地表沉降量。以某基坑降水施工为背景,理论计算结果显示：预降水导致基坑南侧5m处地表沉降量达28.56mm;降水影响范围为80m;与现场实测值对比显示：两者误差小于10%,验证了本文研究思路的合理性。本文研究内容能够为类似工程提供参考。     

水泥粉煤灰碎石(CFG)桩复合地基固结分析

在分析CFG桩材质与施工工艺的基础上,将其固结过程分为初期与后期2个阶段,并分别按碎石桩、水泥土桩进行了固结分析,由此提出了CFG桩复合地基的固结度统一计算公式.结合某工程实例的实测沉降数据进行了固结对比分析.结果表明:CFG桩复合地基的固结特性介于碎石桩和水泥土桩两者之间,固结过程基本与沉降同步,且桩周土的竖向固结是引起CFG桩复合地基沉降的主要因素,而桩周土的径向固结作用一般可忽略.