真空吸力作用流体的流型及压降试验研究

设计了一套室内研究真空吸力作用下流体流型及压降规律的实验装置,通过实验,提出真空吸力在不同条件下管内流体存在单相水流、单相气流和气水两相流三种流型;贮水瓶内水位单相水流时上升、单相气流不变、气液两相流下降或不变;真空吸力作用下管内流体的真空度沿流动方向变化,垂直上升流体不同流型压降梯度不等;真空预压地基负压作用流体的流型为气液两相流、地下水位下降符合工程实际,真空预压地基内没有负的超孔隙水压力,该实验装置可清楚地看到管内流体的流型及运动特征．实验装置简单．可为研究真空预压地基内流体运动规律提供室内实验条件。     

上海某工程大面积真空预压现场试验

依托上海某项目地基处理工程, 针对其中28^#和30^#区块进行大面积的真空预压地基处理现场试验, 分别对真空预压过程中的地基沉降、水平位移、地下水位、真空度和孔隙水压力等指标进行跟踪监测, 研究在真空度上升及维持过程中各指标的变化特性, 特别是土体内的真空度、孔隙水压力以及二者之间的相互关系. 此外, 采用5%水泥掺入量的双排水泥土搅拌桩作为密封墙, 不仅起到了很好的防渗作用, 同时也避免了采用普通泥浆搅拌桩作为密封墙导致该位置地基强度较低的问题. 试验结果表明, 真空预压法在上海地区取得了良好的效果, 值得在工程建设中进一步推广.     

基于改进孔压解析解对真空度衰减规律的分析

真空度是真空预压加固效果的重要保证,而目前真空负压沿深度方向的衰减规律没有统一的设计标准.基于国内真空度衰减规律研究结果通常在2~7kPa/m范围内,本文提出真空度沿深度的衰减系数,提出改进真空负压解析解,结合黄华码头和天津港国际邮轮码头两个真空预压工程实例,分析真空度衰减对超静孔隙水压力分布的影响.通过分析得到,不同的真空度衰减系数下超静孔隙水压力分布规律不同,真空度衰减系数对超静孔隙水压力计算有较大的影响,并建议当缺乏可靠的真空度衰减实测资料时情况下,真空度沿深度方向的衰减规律取值为3~5kPa/m进行设计计算.     

真空预压地基最终应力和位移的解析解

基于非固结渗流问题的基本方程,导出真空预压地基最终应力和位移的解析解,分析地基在渗流体力和压差面力联合作用下的变形规律,认为地基竖向与水平向渗透系数之比ξ对真空预压的效果有重要影响．ξ值越大,真空度、应力沿深度衰减得越慢,竖向沉降和向内侧的水平位移越大,因此设置竖向排水体可有效增加加固深度,提高加固效果．     

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.     

考虑真空度衰减及涂抹区渗透系数变化的真空预压固结解析解

为更好地将理论计算应用于实际真空预压工程并指导工程实践,假设真空度线性衰减,建立真空预压软基径向固结方程,得出超孔隙水压力的计算公式及固结度。研究了涂抹区渗透系数对固结的影响,分别给出了渗透系数不变和渗透系数线性变化时地基中平均孔压和固结度的解析解,并进行了分析。分析结果表明,真空度衰减系数k1与k2、井阻比n及涂抹区半径与排水体半径的比值s越小、非扰动区与涂抹区渗透系数比α越趋近s,则真空预压效果越好。将考虑真空度线性衰减的固结度解析解和Hansbo解与嘉兴港真空预压地基处理的实测数据进行对比,发现前者与实测数据更加吻合,且考虑涂抹区渗透系数线性变化的解更符合工程实际。     

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.     

真空预压联合电渗法处理高含水率软土模型试验

针对海相吹填土高含水率、高压缩性、低渗透系数的特点,提出了采用真空预压联合电渗法的地基加固方法,并通过室内模型试验对该工法的加固机制进行了初步探索.试验结果表明:初期采用真空预压排水,当试验土体达到最佳临界含水率0.85后,联合电渗法可有效地加快地基排水速度;采用真空预压联合电渗法处理吹填土,土体通常会产生较大的竖向和...     

真空预压中真空度及其测试和分析

基于真空、真空度、负的孔隙水压力、孔压差和负压的基本概念及其物理特性,讨论了这些物理量的适用范围,即真空和真空度用于描述气体状态、负的孔隙水压力和孔压差用于描述液体状态、负压既可描述气体状态也可描述液体状态,并建议在真空预压监测中负压仅指负的超静孔隙水压力,以免混淆。同时指出,负压与孔压差并不相同,孔压差包含了负压。文中还探讨和分析了真空度的测试技术及测试结果,实测结果表明,测试膜下真空度宜用真空表,测试地下水位以下测点的负压则宜用孔压计。     

滨海道路吹填软基增压式真空预压试验研究

为研究无砂增压式真空预压对含砂量较高的吹填土软基的加固效果,以闽南沿海某道路工程为依托开展原位试验研究,在监测检测基础上,对膜下真空度和孔隙水压力变化、地基固结沉降特点及加固前后土的物理力学性质指标进行了分析,并就土体增压时机问题进行了讨论.结果 表明无砂增压式真空预压技术对含砂量较高的吹填土地基具有十分良好的加固效果,土层负孔隙水压力的增长与膜下真空度的增长同步,土层的固结沉降滞后于负孔压和膜下真空度的增长,第60d土层固结度达到70％ ～80％,可缩短工期.注气增压效果不佳,建议对注气增压固结机理和增压时机进一步开展理论和试验研究.     

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.     

真空-堆载联合预压软基中PVD单元的构造及应用

根据真空-堆载联合预压软基中塑料排水板的作用特点,提出了PVD单元的概念以及有限元格式、矩阵表达式,并将其结合到三维Biot固结有限元程序中.对真空-堆载联合预压计算例题,用PVD单元有限元法、常规有限元法进行了计算、比较,结果表明PVD单元有限元法能较好地模拟塑料排水板在真空-堆载联合预压地基中的应用.     

电渗复合真空预压法加固湖相吹填土试验研究

针对湖相吹填土高含水率、高压缩性、低渗透性等特点,采用电渗复合真空预压法进行室内模型试验,并对湖相吹填土的加固效果及试验所用导电塑料排水板的可行性进行研究。试验结果表明:前期抽真空排出部分自由水后停泵,电渗过程中应采用间歇通电、电极转换技术,在间歇通电过程中抽真空排出电渗产生的汇聚在阴极的水,将电渗与真空预压交替进行可实现对吹填土的深层处理并节省能量;导电塑料排水板代替传统金属电极具有明显的优势,可集电渗、排水及真空度传递通道为一体。     

土工织物联合真空预压对加固疏浚淤泥地基固结性能的影响

传统真空预压法采用预制竖向排水板（PVDs）处理疏浚淤泥已经广泛应用于工程实践中,但是在真空预压过程中PVDs周围严重的淤堵效应会引起加固土体不均匀沉降和土体侧向位移较大等现象,这严重阻碍了PVDs在吹填淤泥地基处理中的应用。本文通过室内模型试验,研究了土工织物与PVDs联合处理疏浚淤泥对减缓PVDs淤堵效应和土体侧向位移较大的影响。通过对比分析不同土工织物间距和直径大小对加固土体的表面沉降、超孔隙水压力和土体侧向位移等方面的影响,试验结果表明该方法对缓解以上问题具有明显效果。进一步地利用Plaxis数值模拟软件,假设将室内模型试验中圆形土工织物的直径等效为等长度的PHDs进行模拟,模拟结果与实测结果吻合良好,验证了本文提出的假设方法是可行的。在数值模拟中,通过不断改变PHDs长度和间距以及PVDs的直径大小并对模拟结果进行分析,间接地建立排水板等效直径(dw)与以上变量之间的关系,从而对土工织物联合真空预压在工程实践中的应用提供参考。     

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.     

附加应力沿深度变化的砂井地基固结分析

基于等应变固结的假设,考虑附加应力沿地基深度的变化以及涂抹效应和井阻的影响,导出砂井地基固结偏微分方程,求得孔隙水压力和平均固结度的解析解.在随时间变化的预压荷载作用下,对把初始孔隙水压力和附加应力简化为沿深度梯形分布的固结性状进行比较.结果表明,对于深厚砂井地基,附加应力和初始孔隙水压力分布对固结过程具有明显影响,若按均匀分布计算,所得的平均固结度偏小.     

真空预压软基处理孔隙水压力与地下水位监测研究

针对真空预压理论研究的不足,通过工程实例现场测试研究,实测得到了真空作用下孔隙水压力和地下水位随时间的变化曲线,采用渗流场理论分析了真空预压的加固机理、孔隙水压力和地下水位的变化规律及两者之间的联系,得到一些有益的结论。     

排水板施工对软黏土扰动的现场试验研究

通过软黏土地基上塑料排水板施工过程的孔隙水压力观测及现场十字板强度试验,研究了排水板施工前后地基土体孔隙水压力增长和消散的规律,并且从软黏土地基的有效应力变化和结构扰动等方面分析了土体强度损失及恢复过程.结果表明:单根排水板施工引起的孔隙水压力增长较小,仅对表层孔隙水压力影响大;板群的施工对4 m范围内土体孔隙水压力的增长有叠加效应;排水板施工一方面使软土地基内的孔隙水压力增长,有效应力减小,导致软土强度的降低,另一方面使地基软土结构发生破坏而引起软土强度降低;孔隙水压力的增长引起的地基土强度损失恢复较快,而结构扰动引起的强度损失恢复较慢.