导电塑料排水板加固吹填土现场试验

在阐述电渗复合真空预压法加固原理的基础上,依托湖北省离岛梁子湖国家水生态展示馆吹填软基处理工程,进行电渗复合真空预压现场试验,对导电塑料排水板的性能和电渗排水加固效果进行实地验证。现场试验结果表明:经过28 d的电渗复合真空预压法加固,地基土土体物理力学性质指标和承载力得到明显提高;使用导电塑料排水板进行的电渗复合真空预压处理吹填土不仅能够缩短工期、节省能耗,还能够获得理想的加固效果。     

真空预压联合电渗加固吹填土现场试验研究

为进一步推进真空预压与电渗联合加固在大规模吹填土地基推广应用,依托温州一吹填淤泥工程进行了现场真空预压联合电渗法现场对比试验,并简要介绍了此方法的施工工艺。对膜下真空度、地表沉降、孔隙水压力、电流电压变化进行了分析,着重研究加固后地基承载力增长规律。试验结果表明:真空预压联合电渗法加固效果明显,并且土体深层承载力也得到一定程度的增长。证明了导电排水板在电渗中的有效性和可行性。试验的成功将对真空预压联合电渗法在大规模吹填土地基加固中提供借鉴意义。     

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...     

导电塑料排水板与金属电极电渗对比试验

电极材料是制约电渗法发展的关键因素,在室内试验中开展导电塑料排水板(EVD)与铁、铜、铝金属电极的电渗对比试验。通过对土体中电流、电势及排水量、加固后土体含水率等数据的分析,研究了EVD电极与金属电极的电渗加固效果差异。试验结果表明EVD可以作为电渗电极使用,在通电一段时间后,其导电性能要优于金属电极。由于设计试验排水方案为水平侧向排水,不能凸显EVD的竖向排水优势。铝作为阴极时,由于其金属的活泼性较强,发生溶解、销蚀形成凝结剂物质,从而以电化学加固的形式降低了阴极附近土体的含水率,因而电渗法可以通过在阴极处制造局部的电化学反应来降低阴极附近土体的含水率。     

EVD与金属电极电渗对比试验研究

电极材料是制约电渗法发展的关键因素,在室内试验中开展导电塑料排水板(EVD)与铁、铜、铝金属电极的电渗对比试验,通过对土体中电流、电势及排水量、加固后土体含水率等数据的分析,研究了EVD电极与金属电极的电渗加固效果差异。试验结果表明EVD可以作为电渗电极使用,在通电一段时间后其导电性能要优于金属电极,由于设计试验排水方案为水平侧向排水,不能凸显EVD的竖向排水优势。铝作为阴极时,由于其金属的活泼性较强,发生溶解、销蚀形成凝结剂物质,从而以电化学加固的形式降低了阴极附近土体的含水率,因而电渗法可以通过在阴极处制造局部的电化学反应来降低阴极附近土体的含水率。     

间歇通电下软黏土电渗固结性状试验分析

在自制的电渗固结装置上,进行轴对称工况软黏土间歇通电和持续通电条件下的2组试验,对不同通电条件下土体电渗固结性状进行对比。研究结果表明：间歇通电下土体表面沉降变化、抗剪强度变化及含水量变化比持续通电下的均匀;间歇通电下土体有效电势高于持续通电下的土体有效电势,电能利用率较高;间歇通电下电极的腐蚀比持续通电下的电极腐蚀弱,表明间歇通电是一种比较经济、合理的电渗通电方法。     

基于导电塑料排水板 的真空-电渗同步固结解析解

针对使用阴阳电极均为透水边界的导电塑料排水板(electric vertical drains,EVD)电极进行真空预压与电渗同步加固软基,对阳极建立了轴对称真空-电渗耦合固结模型。该模型考虑了真空预压与电渗由于引起水流方向的不同而产生的相互影响,并给出了阳极影响区域的平均孔隙水压力解析解。通过室内模型试验,验证得出阳极影响区域的孔压实测值与理论计算值在开始与结束时间段内吻合度较好,中间区域出现较大差异。这是由于在实际电渗过程中,阳极附近伴随发生了化学流、热流所引起的孔压变化,而理论公式中没有考虑它们所引起的水流。     

基于棉花秸秆排水体的吹填淤泥真空预压试验研究

采用棉花秸秆代替传统真空预压法中的塑料排水板,对吹填土进行加固,通过棉花秸秆排水体真空预压模型试验,监测试验过程的真空度、排水量、沉降量和卸载后含水率等指标,考察该技术的可行性。试验结果表明:棉花秸秆排水体直径越大、密度越小,加固效果越好。当秸秆捆直径为45 cm,密度为0.063 7 g/cm~3时,真空预压排水一段时间后,其真空度维持在90～100 kPa,累计排水量约120 L左右;稳定后的土体沉降量约30 mm。加固后土体含水率明显下降。以上结果均表明秸秆排水体能较好地加固吹填土。此外,棉花秸秆作为农作物废弃物和可降解材料,具有成本低廉、绿色环保等优势,该技术值得工程推广。     

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。     

吹填土真空固结变形特性的室内试验

为了研究吹填土在真空预压作用下的固结特性和应力应变关系,设计了室内试验装置.在该装置中,吹填土作为一个土单元进行真空固结,通过测量该吹填土体单元在分级真空荷载作用下的体应变和轴向应变过程来研究吹填土的固结变形特性.试验结果表明,吹填土在真空荷载作用下的固结为等向固结,土体的变形各向同性.各级真空荷载作用下,土体的体应变和轴向应变与真空压力之间呈双曲线关系,孔隙比和真空压力的对数之间呈线性关系,且与初始含水率无关.分级荷载下固结时间和变形量表明,超软土在初始阶段的固结在整个固结过程中占据主导作用.试验结果可用于建立吹填软土在真空荷载作用下的应力应变关系和预测真空加固吹填土的固结沉降值.     

真空预压地基竖向排水体内流体的压降分析

基于上升单相流与两相流压降理论,分析真空预压地基竖向排水体内流体的压降规律,再根据真空预压地基排水体中流体真空度的现场试验,得到以下结论:真空预压地基内流体的压强沿流体运动方向逐渐减小;真空预压期间只有地下水相对压强为0的压力面(零压力面)以上的流体才有真空度,零压力面以下地基土体中只存在孔隙压力下降,流体不存在真空度;孔隙压力降低与流体真空度是完全不同的两个概念;真空预压地基竖向排水体内流体的总压降主要包含重力压降和摩阻压降,重力压降是流体在竖直方向的固有压降;抽真空期间竖向排水体内零压力面的降低深度是真空预压强度的直接体现.     

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.     

一种用于大规模土体降水处理的电渗电源设计

为提高电渗技术在高含水率土体降水固结施工应用的效果,设计了一种用于大规模土体降水处理的电渗设备系统,该系统包括专用电源、电极、真空装置、流量计量装置等,其中专用电源是系统的核心。重点介绍了电渗专用电源的设计,应用电力电子技术和单片机技术,构成数字式的专用高频开关电源,该系统可以支持恒流启动、恒压保持、脉冲加强、间歇通电和极性转换等多种先进的电渗工艺操作,各工艺操作的时间可以自由设定,使得电渗技术可发挥最好的效果。并且,具有手动和自动两种模式,可以实现施工现场的无人值守。经过施工现场实际使用,效果良好。     

南沙深厚软土真空预压法的现场试验与应用研究

真空预压法做为一种加固软土地基的有效方法,已经被广泛用于沿海地区公路软土地基加固当中.为了研究真空预压法在深厚软土中的加固效果,通过现场试验的方法,对采用真空预压加固公路软基的一个试验段进行了分层沉降、孔隙水压力、表面沉降和水平位移的现场观测,并对观测结果进行了分析.最后,通过现场取样和室内试验的方法,对加固前后的土体抗剪强度指标等物理力学性能指标进行对比,对比发现,加固后地基土的力学性能得到较大的提高,对真空预压法在南沙深厚软土中的应用提供了设计依据.图9,表2,参6.     

真空预压与电渗固结联合加固技术的理论模型

真空预压和电渗固结是2种有效的软基加固技术,地基处理中阴极和阳极一般成梅花形布置,因此可以简化为轴对称问题进行研究。该文建立了真空预压-电渗固结问题的轴对称概化模型,研究地基加固过程中地基内超静孔压发展和地表沉降过程。在等应变假设的条件下,推导了轴对称一维模型的解析解。同时发展有限元计算软件,对软基加固过程进行数值模拟分析。真空预压、电渗固结和真空预压-电渗固结联合3种方法地基处理过程中的超静孔压发展情况的对比分析表明:真空预压-电渗固结联合时模型中负超静孔压最大,达到-90kPa,所产生的差异沉降最小,为0.01cm。因此,真空预压与电渗固结联合作用时地基中将形成更大的负超静孔压,达到更好的预压效果,同时有效地减小地表的差异沉降。     

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(prefabricated vertical drain, PVD)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PVD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PVD在疏浚淤泥地基处理中的应用。室内模型试验,研究了土工织物与PVD联合处理疏浚淤泥对减缓PVD淤堵效应和土体侧向位移较大的影响。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、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。再进一步利用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水平排水板(prefabricated horizontal drain,PHD)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PHD长度和间距以及PVD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。     

真空预压-电动条件下珠三角地区软土力学性质变化过程研究

软土具高含水量、高压缩性、高蠕变性、低渗透性、低强度等特点。近年来有学者提出真空预压-电渗法对软基进行处理,并在工程实践中得到了运用。真空预压-电渗法只能排出软土中部分弱结合水,工后沉降仍然较大,难于满足工程要求。针对该问题,有学者在真空预压-电渗的基础上加入少量盐溶液,即真空预压-电动法对软基进行处理,取得了较好的实验效果。该文以珠江三角洲地区软土为研究对象,通过真空预压-电渗法与真空预压-电动法(加入Cacl2溶液)的对比试验,验证了真空预压-电动法在软基处理中的优越性,为该方法的应用提供一定的科学依据。     

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。