水平排水砂垫层对天然地基固结效率影响分析

针对天然地基上的水平排水砂垫层,结合地基土体的渗透系数和厚度,综合考虑砂垫层的渗透系数、宽度和厚度对地基固结的影响,采用平面应变有限元方法,通过参数分析,研究砂垫层与地基参数共同作用对地基固结效率的影响,并采用砂垫层与地基的集总参数,分析其与地基固结效率之间的关系。结果表明:现行规范对于天然地基上砂垫层渗透系数的要求偏于保守;地基固结效率随集总参数的增大呈双曲线形非线性增加,且存在一个集总参数值,可以满足最优固结效率要求并可作为设计控制指标,用于不同地基土质条件下砂垫层的设计计算依据。     

长板短桩复合地基排水系统简化分析

长板-短桩组合型复合地基由塑料排水板、水泥土搅拌桩和地基土三部分构成,其平面布置形式多呈正三角形。由于桩与排水板在平面上分布的非对称性,很难获取其固结解析分析模型。为了从解析分析的角度探讨该组合型复合地基固结特性,必须建立其典型分析模型。本文首先根据长板-短桩复合地基的特点建立了简化的分析模型,获得了模型排水系统的解析解;其次由塑料排水板与砂井排水等效的原理得到了长板-短桩复合地基中地基土的等效渗透系数;最后利用有限元法和工程实例验证了长板-短桩复合地基排水系统简化分析的合理性和可行性。本文的研究成果为长板-短桩组合型复合地基固结理论的发展和固结特性的解析分析奠定了理论基础。     

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...     

含排水砂垫层地基平面应变固结试验

针对含水平排水砂垫层地基的平面应变固结问题,自主研制了一套平面应变固结试验装置,开展饱和重塑黏土上覆不同长度和渗透系数的砂垫层条件下的固结试验,自动量测固结过程中土体超静孔隙水压力和表面沉降量的变化,分析砂垫层长度和渗透系数对土体固结速率的影响。结果表明:固结速率并不仅仅取决于砂垫层的渗透系数,砂垫层的长度也是影响地基固结速率的重要设计参数。砂垫层越长,则地基固结速率越慢,固结完成所需要的时间越长,其原因在于,砂垫层的长度决定了土堤等工程平面应变固结中水平向渗流路径的长短。     

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.     

塑料排水板工程应用问题剖析及改进

砂井被广泛应用于软土地基处理技术,塑料排水板现已代替砂井,成为排水固结法中最为常见的竖向排水体。通过对塑料排水板结构的介绍,对其工作原理进行说明,讨论采用塑料排水板作为地基处理方式时需考虑的等效砂井直径。同时,对目前常用的传统塑料排水板存在的问题进行讨论:塑料排水板的淤堵问题及传统塑料排水板不利于工后沉降控制问题,基于此提出一定的解决方案,建议采用高性能防淤堵滤布及可降解材料芯板可在一定程度上减缓消除以上问题。     

塑料板排水法加固软基在水利工程中的应用

塑料排水板为土工合成材料,可应用于公路、铁路、水利等领域.塑料板排水法属于地基处理中的排水固结预压法,它是通过在饱和软土地基中打设可以排水的塑料板,使其同砂垫层共同组成排水系统,然后在砂垫层上加载.软土中的孔隙水在水力梯度的作用下,通过塑料板向砂垫层排出,超孔隙水压力逐渐消散.地基排水固结、强度得到增长,沉降逐渐发展,从而提高了地基地的承载力和稳定性.     

水平砂垫层加速城市固体废弃物降解固结理论研究

针对水平砂垫层加速城市固体废弃物(MSW)降解固结问题,首先,引入连续排水边界条件,建立双层MSW一维降解固结理论模型,得到相应的控制方程;其次,借助有限元软件COMSOL Multiphysics求得方程数值解,同时对固结过程中压缩性和渗透性的非线性变化条件进行简化,推导得到相应的解析解;最后,改变界面参数α取值,讨论排水边界条件对MSW固结性状的影响,探究水平砂垫层的最优铺设位置规律。研究结果表明：随着界面参数α增大,边界排水能力增强,加快了孔压消散速率,加速了主应变发展进程,但并不改变主应变和次应变发展的最终结果;固结度发展速率随着界面参数α增大而增大,在固结前期和中期这种情况更加明显;当时间一定时,边界排水能力逐渐变强,水平砂垫层最优铺设位置上移,即水平砂垫层最优铺设位置会向排水能力弱的边界偏移;与铺设在其他位置相比,水平砂垫层设置在最优铺设位置可以大幅度提高MSW降解固结效率。     

分布式排水边界下均质地基固结有限元分析

针对地基固结前期排水量大而固结后期排水量小的特点,提出了一个分布式排水的边界条件。在Terzaghi一维固结理论的基础上,利用ABAQUS有限元软件实现了分布式排水边界下的固结模拟计算,分析了排水口间距和排水口大小对地基固结的影响规律,设计出最佳的分布式排水边界布设,进而探讨土体渗透系数和土体厚度对分布式排水边界下均质地基固结的影响。研究结果表明,相比完全排水边界,分布式排水边界虽不能完全满足固结前期的排水需求,但能够很好地满足固结中后期的排水要求,同时对于土体整体固结影响较小,为减少砂垫层的铺设提供了理论依据。     

真空预压加固大面积地基三维数值模拟

竖向排水体的存在,使得对真空预压加固大面积地基进行三维有限元计算的工作量非常庞大。从宏观意义上讲,打设竖向排水体只是增加了加固区土体的竖向渗透系数。利用考虑井阻和涂抹作用的等效渗透系数计算公式,可将大面积真空预压加固区转化为等效地基,从而大大减少了单元数目。利用该方法对广州南沙港某一试验区进行三维有限元数值计算,并与实测值进行了对比。研究结果表明,采用等效渗透系数进行三维有限元计算是可行的,且计算精度可以满足工程要求。     

长水泥土桩-短碎石桩复合地基固结解析解

基于轴对称固结模型并采用等竖向应变假设,给出瞬时荷载下长水泥土桩-短碎石桩复合地基的固结方程,推导出单面排水条件下复合地基的固结解析解,包括桩间土和碎石桩的平均超静孔隙水压力解和复合地基的整体平均固结度解.将固结度解析解与有限元数值解进行对比,证明了解析解的合理性.最后,利用固结度解对影响复合地基固结速率的主要因素进行...     

真空预压加固地基等效固结度的简化计算

采用塑料排水板(PVD)加固地基存在固结解析解求解过程复杂且参数繁多的缺点.为此,文中利用平均固结度等效概念,并考虑井阻和涂抹效应,将PVD地基等效为天然地基,针对真空预压法的特点,考虑了地表孔压随抽真空过程的变化,求得其一维固结解析解.根据所求解,编制了程序,绘制了涂抹作用和PVD排水量对固结的影响曲线图,并与有限单元法结果及现场实测数据进行对比.研究表明,所得到的解与现有解、有限单元法结果和实测数据都比较接近,且表达形式较为简单,适合于工程应用.     

砂井地基固结三维非线性有限元及材料参数反演分析

引入一种新型排水板单元,将其结合到三维Biot固结有限元程序中,简化了砂井地基三维有限元模拟和计算工作量.同时,将三维非线性Biot固结有限元法与基于改进遗传算法的材料参数反演分析方法相结合,编制了能够进行砂井地基正演和反演计算的数值模拟程序,用于堆载预压下砂井路基固结变形的工程模拟.反演结果与实测吻合良好.     

连续排水边界下成层地基一维固结问题的有限元分析

基于ABAQUS有限元软件开发连续排水边界条件的子程序,将计算结果分别与单层地基经典的Terzaghi一维固结理论解和连续排水边界Terzaghi一维固结解析解以及双层地基一维固结解析解进行对比分析,验证计算结果的正确性.针对实际工程中常见的成层地基,采用变化弹性模量、渗透系数和泊松比的方法对连续排水边界下成层地基一维固结问题进行数值分析.研究结果表明:连续排水边界能良好地模拟接近实际的工程工况.     

考虑涂抹效应的排水板抽注水淋洗细粒土中污染液的轴对称解析解

针对细粒土中污染液清理的塑料排水板抽注水淋洗技术,考虑塑料排水板打设时不可避免的涂抹效应引起的土体干密度、孔隙率以及渗透系数的变化,并借鉴塑料排水板地基固结等应变理论的思想,假定同一深度上污染液浓度的变化速率为其变化速率的平均值,同时依据相关研究成果,忽略竖向渗流和分子扩散作用,采用分离变量法推导得到了淋洗过程中任意位置污染液浓度随时间变化过程的简化轴对称解析解答,并分析了涂抹效应对污染液淋洗清理速率的影响.结果表明,涂抹区土体渗透系数和涂抹区范围对污染液清理速率有着显著的影响,在塑料排水板抽注水淋洗技术的设计和分析中,考虑涂抹效应是十分必要的.     

考虑井阻时效的非线性单井地基径向固结解答

对塑料排水板通水量展开了有土模型试验,提出了与实际较契合的通水量双曲线衰减模型,并考虑土体的非线性固结特性、影响区内土体水平向渗透系数沿径向分别呈线性分布和抛物线分布,建立了瞬时加载条件下的单井地基固结方程且给出了更趋于实际的固结解答。总结了井阻时效对非线性单井地基固结过程的影响规律。结果表明:塑料排水板通水量在固结前期衰减明显,后期衰减趋缓,改进解较实际地反映了不同时间、不同深度下径向平均固结度U_r和径向平均超静孔压u_r,以往解其固结效率被高估。     

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.     

考虑土的粘弹性及成层土的砂井地基设计综述

本文采用广义Voigt模型,导出普遍适用于各种粘弹性土的竖向固结和轴对称固结基本方程及其解析解。它概括了太沙基、巴隆的弹性解和钱家欢60年代发表的粘弹性解等。对于砂井地基真空或堆载预压固结分析,提出一种孔隙压力按解析解近似计算,位移数值求解的半解析方法,全面考虑了土的粘弹性、砂井地基固结三向性、井阻、涂抹、砂井群和成层地基的共同影响。理论计算与工地实测较吻合。     

小议塑料排水板在处理软土地基中的施工应用

软土从广义上说,就是强度低、压缩性高的软弱土层。可将软土划分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型。软土地基加固的方法很多,比如可采用塑料排水板。塑料排水板是带有孔道的板状物体,插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单,快捷,目前国内广泛应用,效果亦佳。其余还有换填土、砂井、生石灰桩、粉喷桩、旋喷桩、挤实砂桩等加固施工方法。塑料排水板处理软地基,是用塑料排水板将地基中的水排除,以增加作用于土颗粒的有效应力来加速地基固结沉降,达到提高强度的目的。这种方法的优点是:排水板是工厂生产的,质量容易控制,成…     

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.