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。     

真空预压联合电渗法加固软基的固结方程

在Terzaghi固结理论和Esring电渗固结理论的基础上推导真空预压联合电渗法加固软基的二维固结方程,给出了真空预压联合电渗加固过程中超静孔隙水压力的解析解.通过算例,分析了真空预压联合电渗引起的土体超静孔隙水压力随时间的发展以及在电极间的分布规律.进行了真空预压联合电渗的模型试验,试验后实测土体含水率与通过超静孔...     

电极布置形式对电渗加固软土效果的影响试验

在自制的模型箱中同时进行3组不同电极布置形式(1根阴极分别对应1根、4根和8根阳极)下的电渗排水试验,通过监测电渗过程中排水量、沉降量、孔压和电流来研究不同电极布置形式对电渗排水的影响,并测试电渗结束后土体的含水率和强度,研究电极布置形式对电渗加固效果的影响。试验结果表明:阴极周围布置的阳极越多则电渗的排水与加固效果越明显;电流随电渗时间呈指数衰减;土体单位体积排水量与能量消耗之间呈线性关系。     

基于热-水-力耦合的电渗排水试验数值模拟

基于多孔介质理论和热力学理论,考虑电渗产生的温度对土体变形及排水性质的影响,建立热-水-力耦合作用下的电渗排水多场耦合数学模型,并利用Fortran语言编制计算程序。在此基础上开展电渗排水现场试验的数值模拟,并与现场监测结果进行对比。研究结果表明:建立的模型可较好地模拟电渗过程中的温度场、渗流场及应力场变化和分布规律。土体温度随能耗增大而升高,尤其对于电极附近土体;阳极周围土体孔隙水压力减小,而阴极周围土体孔隙水压力增大,且考虑温度作用下的电渗流量随电渗的持续而增加;地基沉降由土体温度上升引起。     

真空预压法处理吹填超软地基10a进展及展望

近十年来,大量围填海等吹填造陆工程相继开展,真空预压是处理吹填超软地基的主要方法。由于吹填超软地基的性质比一般软基更差,真空预压处理中遇到了一系列新问题,研究和解决这些新问题推动了技术的持续发展。总结了真空预压法处理吹填超软地基的进展,各项改进措施及其对加固效果、经济、环境、工期的影响。超软地基表面施工用泡沫浮桥法搭建作业面的成本仅为传统真空预压成本的58. 8%、对相邻排水体采取异步真空吸水预压,排水量较传统真空预压法提高了29. 3%;采用沉降自适应排水通道连接排水体,降低了排水体的弯折。真空堆载联合预压最终沉降量比传统真空预压增加30%、电渗用在真空预压最后阶段,含水率下降了25%,能耗占真空预压能耗的8%、加入SS-331H试剂真空化学联合预压使抗剪强度增加了4～5倍。建议完善相关技术规程,便于方法推广应用;研发耐腐蚀的电渗阳极,防淤堵排水板,降低成本;对其他如S320等试剂进行研究,提升土体性能的同时,充分考虑对环境的影响。     

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。     

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。     

碱渣土的真空-电渗联合排水固结特性试验研究

文中给出了碱渣土的真空预压排水法和真空-电渗联合法排水固结的对比试验结果,分析了真空-电渗联合法的排水固结机理.室内模型试验结果表明,真空预压排水法和真空-电渗联合法对碱渣土均具有明显的排水效果,且真空-电渗联合法比真空预压法的排水效果更加显著.尤其是在真空预压排水结束后,真空-电渗联合法仍产生明显的排水效果,具有水头梯度下的排水固结和电场作用下的电渗排水固结两方面的排水固结机理,因而比单纯的真空预压的排水速率快,排水固结量大.文中结果可扩展用于对软土地基的加固.     

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。     

基于双对数压缩模型的真空预压非线性固结解

考虑真空荷载实际边界条件,引入对土体压缩曲线线性化的双对数坐标,建立了真空预压砂井地基非线性固结近似解答;利用模型试验结果验证了解答的可靠性,并分析了真空度衰减和土性参数对固结性状的影响.研究结果表明,考虑了真空荷载衰减及双对数坐标的解答计算得到的土体沉降、超静孔压与实测值最为接近.对于超固结土而言,基于变形计算的固结度随着压缩指数与渗透指数比值的增大而减小,随着真空荷载衰减系数的减小而减小;当压缩指数与渗透指数比值大于1时,正常固结状态中基于孔压计算的固结度随真空荷载衰减系数的减小而增大.随着压缩指数与回弹指数比值的增大,地基超静孔压消散速率也随之增加,沉降速率在超固结状态时随之减缓,在正常固结状态时则随之加快,土体由超固结状态进入正常固结状态的时间随之变长.