半透水边界砂井地基的真空预压固结解

针对砂井地基顶部存在垫层和底部存在下卧层的现状,采用半透水边界来反映它们对砂井地基固结的影响。假定地基变形符合等应变条件,考虑水平向渗透系数沿半径发生变化,建立了上下边界为半透水边界时真空预压砂井地基的固结理论,通过分离变量法获得固结度和沉降的级数解析解答,分析了底部透水系数、顶部透水系数、井阻、渗透系数沿半径分布特性对砂井地基固结度和沉降的影响规律。研究表明,当底部半透水时,最终负孔压和有效应力呈现出沿地基深度衰减的变化规律。当其它条件相同时,底部透水系数越大的地基固结度越大,但最终沉降和径向固结时间因子相同时的固结沉降却越小。当底部边界不透水时,最终沉降不会随着顶部透水系数改变而改变。但当底部边界半透水或完全透水时,最终沉降随着顶部透水系数增大而增大。顶部透水系数越大的地基固结度越大,径向固结时间因子相同时的固结沉降也越大。均匀井阻的大小不会影响负压最终竖向分布特性,也不会改变最终沉降,但会明显降低砂井地基固结度,延长固结完成时间。渗透系数径向分布模式会对砂井地基的固结度产生影响。工况一计算的固结度最大,工况二计算的固结度最小,工况三计算的固结度介于工况一和工况二之间。半透水边界对真空预压砂井地基固结过程的影响规律与堆载预压砂井地基相比存在明显不同。     

井阻对砂井地基固结作用的影响

针对不同渗透系数、不同深度及不同半径砂井的地基,分别进行了砂井地基有限元固结计算,将考虑井阻作用的砂井地基固结有限元模拟结果与巴隆理想井固结解进行对比,分析井阻作用对砂井地基固结的影响程度,论证了砂井或排水板地基设计时适当考虑井阻或排水能力的必要性。研究表明:(1)砂井的渗透系数越小,相同时间条件下砂井地基所达到的平均固结度越小;同样,相同固结度条件下所需的固结时间越长,即井阻作用越明显;砂井处理的土层深度越大,井阻作用的影响也更为显著;(2)井阻作用对地基固结度及固结时间的影响不可忽视,在有限元模拟参数条件下,对应相同固结时间,当理想井固结度达到80%时,考虑井阻情况的固结度为13%～67%,相对于理想井固结度的相对误差16%～83%;对应相同固结度,当固结度达到80%时,考虑井阻情况相对于理想井的固结时间相对误差均大于50%。     

抛砂固结铺设土工布方法处理软土地基的工程实例

软土地基处理采用抛砂固法能够使地基表面形成畅通的排水面，提高地基承载力．砂垫层表面再铺设一层土工布，其改善地基承载力的效果更加明显．笔者根据工程实例介绍了抛砂固结铺设土工布处理软土地基的施工方法．     

双面排水条件下未打穿竖井地基固结计算

通过在竖向排水井底面以下土层中设置虚拟砂井, 得到了双面排水条件下考虑土层三维渗流从而更符合实际情况的解析解.根据所得解编制了计算程序, 分析了在双面排水情况下未打穿竖向排水井地基的固结性状, 并与单面排水情况进行了比较, 比较显示双面排水使未打穿砂井地基固结速率大为提高.同时, 以此解为基准, 对现有未打穿竖向排水井地基平均固结度近似计算公式和方法进行了较为详细的比较, 得出了现有近似计算公式及方法适用的范围.     

考虑横竖向渗流的砂井地基非线性固结分析

对砂井地基内出现横竖向组合渗流的非线性固结问题进行研究.考虑涂抹区土体水平渗透系数呈线性变化、抛物线变化和水平渗透系数不变3种模式,推导砂井地基固结问题的解析解,分析砂井地基的非线性固结性状.结果表明,考虑横竖向组合渗流比仅考虑径向渗流时固结快,井径比越大,两者差距越小;砂井地基非线性固结按孔压定义的固结度小于按变形定义的固结度;在本文研究的3种模式中,涂抹区水平渗透系数呈抛物线变化时地基固结最快,呈线性变化时次之,不变时固结最慢;压缩指数小于渗透指数时,考虑非线性比不考虑非线性的固结速度快,压缩指数大于渗透指数时,考虑非线性比不考虑非线性的固结速度慢;上部荷载越大,固结越快.     

考虑非Darcy渗流的砂井地基弹黏塑性固结分析

为进一步研究饱和软黏土的砂井固结机制,采用Hansbo渗流方程描述渗流速度与水力梯度之间的非线性关系,同时引入考虑时间效应的统一硬化(UH)本构模型描述土体的弹黏塑性变形,重新推导理想砂井地基固结方程,给出隐式有限差分法求解的离散格式,并编制相应的Fortran计算程序.通过与已有砂井地基非线性固结解析解的对比,证明了求解方法的有效性.随后,探讨UH模型参数及Hansbo渗流参数对砂井地基弹黏塑性固结的影响规律.结果表明:土体主、次固结耦合机制是引起固结初期超孔隙水压力升高的主要原因,而且土体的黏滞性和渗流的非达西特性延缓了固结中后期砂井地基中孔隙水压力的整体消散.另外,在流变固结后期,增大渗透指数将加快固结进程.     

海积饱和软土地基处理优化设计分析

针对海积饱和软土地基处理实际工程中采用搅拌桩复合地基和堆载预压排水固结两种方法,进行技术与经济的优化设计分析,预测饱和软土固结度及其沉降特征。通过工程现场监测数据和实际应用效果进行对比,验证理论分析成果和固结度计算以及沉降预测的有效性,结果表明,堆载预压和排水系统的有效结合,对处理沿海饱和软土地基具有良好效果,且经济有效。     

饱和粘性土地基沉降与固结变量的计算分析

根据地基固结度与地基沉降的关系式，结合实例分析在饱和粘性土地基沉降资料分析中计算结果与实测结果不一致性的原因及其关系，探讨地基固结度表达式的差异性，讨论如何利用沉降值表达地基固结度，提出在沉降资料分析中不同常规方法的计算前提和方法。     

软土地基堆载预压处理失效及二次处理分析

结合某市政道路软土地基处理工程实例,分析原堆载预压地基处理方案中地表沉降发展缓慢、沉降量偏小的原因,进而提出补打砂井的二次地基处理措施。结合Plaxis有限元分析软件,采用平面应变等效分析方法,对补打砂井的间距和深度设计参数进行了二维数值模拟,对比了不同砂井间距和深度组合下的沉降发展和超孔隙水压力消散情况。研究结果表明:补打砂井能明显加快软土地基固结沉降;砂井深度和间距变化对沉降的发展和孔压消散均有明显的影响;相比于减小砂井间距,增大砂井深度对下层淤泥质粉质黏土层的孔压消散效果更好;同时给出了本工程砂井深度和间距的建议值,可为今后类似工程提供一定参考。     

砂井地基中的有限元方法及其应用研究

阐述了二维平面应变比奥固结理论及其具体的有限元格式,详细介绍了砂井地基的两类平面应变等效方法及其原理.结合江西城门山铜矿凤爪沟尾矿坝软基处理实践,采用了以修正剑桥本构关系为基础的渗流变形耦合模型对尾矿坝施工过程中的砂井地基固结情况进行了有限元数值模拟和预测,对有限元数值模拟结果进行了详细的分析,总结了砂井地基固结过程中的位移、孔隙水压力随时间的变化规律,并与现场监测结果进行了对比、分析.结果表明:实测期内,位移的模拟值及其发展规律与实测结果比较接近,本文所使用的有限元模拟方法可以用来预测砂井地基的固结过程.该数值分析对相类似的砂井地基软基处理工程实践具有一定的指导意义.     

真空井点降水联合加固软土地基的试验

为了在实际工程中有效应用加固软土地基,在松花江漫滩地区进行了真空井点降水联合方法试验研究.采用太沙基有效应力原理并结合观测得到的数据,对真空井点降水联合预压加固软土地基的机理及加固有效深度、有效应力的变化问题进行了理论分析.试验结果表明:砂井中的孔隙水压力下降速度较快,土体中的孔隙水压力下降则缓慢.地下水位的降低程度对真空降水预压方法加固效果有很大影响,"水封"作用不利于土体固结.通过真空预压和降水预压,不仅提高地基的固结速度和固结程度,且能提高边坡和地基的稳定性.在松花江沿岸地区或类似工程场地条件下应用真空降水预压方法加固地基是合理有效的.     

Laboratory investigation of axisymmetric single vacuum well point

Vacuum well point is a new but faint soft ground treatment method. This work focuses on the consolidation behavior of a reconstituted soft clayey specimen under vacuum well point combined with surcharge loading. The laboratory test was conducted through a vacuum-surcharge consolidation apparatus, and the vacuum loading scheme was adopted for vacuum pressure application to investigate the vacuum effect on soil consolidation. In the testing process, some key parameters such as vacuum pressure, pore water pressure and settlement deformation were timely recorded. Furthermore, the water content, void ratio and permeability coefficient of samples collected after loading were measured to reflect the consolidation characteristics. By comparing with the membrane system and membraneless system, something different was found for the vacuum well point method. The results indicate that the consolidation behavior of an axisymmetric single vacuum well point is almost identical to the behavior of vacuum preloading combined with prefabricated vertical drain(PVD), except for the distribution of the vacuum pressure along the well drain due to the structure of the vacuum well point. And the vacuum well point method may be useful for the improvement of soft clayey deposit in a certain depth.     

土工格栅在桥头软土地基处理中的工程实施

为改善软土地基沉降速率,加速软土地基的固结,在施工中采用袋装砂井及土工格栅预压排水固结法,并根据土工格栅的力学特性和施工中对地基稳定性的实时监测及时调整工程进度,在保证工程质量的前提下,确保了施工工期,为实施土工格栅施工方案积累了丰富的经验.     

堆土预压排水处理大型油罐软弱地基

为了在短期内实现软土地基承载的处理方法并节约资金，就地取材用堆土预压排水的施工方法，成功地连续处理了软弱地基．为了加快排水固结，提高堆土预压的效果，采用深达31m的塑料排水板进行联合处理。并对地基及建成的油罐进行了沉降、水平位移及孔隙水压力等指标进行了监测，实践结果说明：采用塑料排水板结合堆土预压法处理厚达28m的淤泥质粘土是可行的．通过该工程实例在技术上取得了有价值的数据和资料，在经济上节约了大量资金，为今后在同类条件下用堆载预压排水的方法处理大型油罐下深厚软弱地基积累了成功的经验．     

某软土路基处理经济技术方案对比分析

以广州市南沙开发区某路段K0＋660-K0＋843总计577 m的软土地基路段地基处理工程为例,对比分析了水泥土搅拌桩法、真空预压＋塑料排水板法、碎石桩法、袋装砂井＋堆载预压法、楔形夯实水泥土桩法5种常见地基处理方法的施工工艺及工程造价。结果表明：几种地基处理方法工程造价的高低依次为,袋装砂井＋堆载预压法〈塑料排水板＋真空预压法〈楔形夯实水泥土桩法〈水泥土搅拌桩（粉体喷搅法）〈振冲碎石桩法;塑料排水板＋真空预压法、碎石桩法、楔形夯实水泥土桩法3种地基处理方法都能达到较好的处理效果;水泥土搅拌桩法、碎石桩法、楔形夯实水泥土桩法3种处理方法的施工周期都较短。根据实际工程特点,考虑各种地基处理方案的优缺点、经济技术、处理效果以及施工周期等因素,得出楔形夯实水泥土桩法为最佳方案。     

砂井地基径向非线性固结解析

基于砂井等应变固结模型,考虑初始有效应力沿深度变化,忽略井阻和竖向排水固结的影响,应用平均孔隙比与平均有效应力的对数关系,建立砂井非线性径向排水固结的分层计算模型,并求得常荷载作用下的径向排水固结解析解.在变荷载作用下,把变化阶段的荷载划分为一系列不连续的剧加荷载,导出有效应力的递推公式.结果表明,因自重应力随深度增加,土层径向排水平均固结度随其埋深而增大.如把整个厚度范围内自重应力取为平均值,将使计算的沉降量偏小,径向平均固结度偏大.     

振冲碎石桩加固软土地基试验研究

以某水库拦河大坝地基处理工程为背景,介绍了振冲碎石桩加固软土地基的现场试验,并对碎石桩处理后复合地基的加固效果进行了检测分析,包括碎石桩桩体和桩间土以及桩土应力比等项的检测。最后综合重型动力触探试验、标准贯入试验、载荷试验和土压力盒读数的检测结果得出:碎石桩对工程软土地基的处理能达到预期的加固效果,其复合地基承载力高于设计要求,抗液化能力明显提高,并且这种复合地基可以有效减小地基总沉降,加速地基的固结,具有良好的导水性;桩土应力比变化曲线呈上凸抛物线型,其值一般在1~4之间;碎石桩桩身附加应力随深度衰减很快,在接近桩底时,其附加应力几乎为零,所以在用碎石桩处理地基时应注意碎石桩的有效长度。该方法在随后进行的地基大面积加固中得到成功应用。