考虑预固结时堆载预压卸载的沉降标准

为了分析预固结和次固结对堆载预压期的影响,依据Bjerrum等时间线蠕变图和Yin-Graham一维弹黏塑性模型(EVP模型),根据运行期限和允许沉降量等技术参数获得等、超和欠载预压卸载时的临界孔隙比,由此可计算决定等、超和欠载预压卸载时机的临界沉降量,并根据欠载预压的临界孔隙比公式计算出最小预压荷载,克服传统堆载预压依据主固结理论无法反映堆载预压和天然软土预固结效应降低次固结变形的缺陷.在考虑天然软土存在预固结效应情况下,证明新假说A与假说B存在近似等价的充分条件.算例表明,在计算堆载预压卸载时的临界沉降量和地基总沉降量时不能忽略天然软土预固结效应的影响.     

考虑蠕变时预压期的近似确定方法

针对经典预压理论无法考虑次固结沉降以及考虑次固结沉降的Johnson法有时会出现临界固结度超过100％的错误,提出预压荷载一次骤然施加完毕后预压持续时间的近似计算公式.在推导该近似公式过程中,利用Bjerrum等时蠕变图和Yin-Graham等效时间线流变模型,采用曾国熙近似固结度计算公式,因此该近似公式能够克服Johnson法的缺陷,分析软基固结系数、蠕变系数、回弹指数、超固结比、工后允许沉降和预固结时间对预压工期的影响.研究表明:当预压超载较小时,预压持续时间随着超载比的增加呈幂函数趋势减少,增大超载比能够有效地缩短预压工期;当预压超载较大时,预压持续时间随着超载比的增加缓慢减少,增大超载比对缩短工期意义不大.     

超载卸除后地基变形的研究

本文探讨了在不同超载情况下土体变形的室内试验规律,旋出了计算超载预压地基变形的方法。该方法综合考虑了土体的主固结变形、吸水膨胀变形、回胀变形和次固结变形,其计算结果与试验实测值吻合尚好。 研究表明,卸去超载前地基的平均固结度和超载比是决定卸载后地基残余变形的关键因素,文中提出了有效应力面积比的概念以综合反映这两个因素的影响。本文建议采用有效应力面积比作为堆载预压设计和卸载决定的根据。文章最后简要报告了在宁波机场工程软土地基处理实践时应用本文研究成果的情况。     

Yin-Graham流变模型沉降简化计算统一公式

从准塑性黏弹性模型在一定条件下假说B与修正的假说A近似等价的视角出发,基于Yin-Graham等效时间流变模型,通过时间折减因子修正实际时间和等效时间之间的差异,提出用等效时间表示的新孔隙比简化计算公式.该公式适用于任意突然加卸载工况,包括加载到正常固结土、加载到超固结土、卸载和卸载再加载.通过总固结度法和分级固结度法获得2种多级加载孔隙比简化计算公式.与精确解和现场实测数据对比结果表明,单级加载时新孔隙比简化公式预测的工后沉降计算偏差明显低于采用经典法和旧等效时间法得到的计算偏差;多级加载时总固结度法和分级固结度法计算的理论超载预压持续时间和工后沉降量均与精确解结果接近;由于总固结度法远比分级固结度法简单,建议采用前者计算预压法工艺的持续时间和工后沉降量.     

Yin-Graham流变模型沉降简化计算统一公式

从准塑性黏弹性模型在一定条件下假说B与修正的假说A近似等价的视角出发,基于Yin-Graham等效时间流变模型,通过时间折减因子修正实际时间和等效时间之间的差异,提出用等效时间表示的新孔隙比简化计算公式.该公式适用于任意突然加卸载工况,包括加载到正常固结土、加载到超固结土、卸载和卸载再加载.通过总固结度法和分级固结度法获得2种多级加载孔隙比简化计算公式.与精确解和现场实测数据对比结果表明,单级加载时新孔隙比简化公式预测的工后沉降计算偏差明显低于采用经典法和旧等效时间法得到的计算偏差;多级加载时总固结度法和分级固结度法计算的理论超载预压持续时间和工后沉降量均与精确解结果接近;由于总固结度法远比分级固结度法简单,建议采用前者计算预压法工艺的持续时间和工后沉降量.     

飞机荷载作用下超载预压软土地基的长期沉降

为了研究超载预压地基在飞机荷载作用下的长期沉降,通过对温州淤泥质黏土进行室内循环三轴试验,建立饱和软黏土的累积塑性应变模型和累积孔压模型.利用层状弹性理论计算地基中的动偏应力,结合已建立的经验模型得到在交通荷载作用下软土地基的累积塑性应变和孔压消散应变.采用分层总和法计算飞机荷载作用下温州机场跑道超载预压地基的长期累积沉降,将计算沉降值与实测沉降值进行对比,验证了饱和超固结土不排水累积塑性应变模型和累积孔压模型的合理性.     

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。     

软土地基一维非单调压缩固结性状分析

针对储油罐等结构物在使用期内常对下部地基产生往复性变化荷载等实际情况,考虑土体在加载和卸载时压缩系数不同的特性,研究了软土地基一维非单调压缩固结问题.基于现有的成层地基一維线性固结解析理论,采用半解析法求解,得到了相应的半解析解并编制了计算程序.通过系列计算和分析对比,全面地研究了当考虑和不考虑非单调压缩因素时,软土地基固结性状的区别以及不同参数对非单调压缩固结性状的影响.结果表明,压缩系数比、荷载比和卸载速率等对地基的固结均有显著影响;在考虑了非单调压缩的影响因素后,软土地基中超静孔压的消散将滞后于沉降的发展.     

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。     

寒区湿地软土地基固结沉降的预测

目的 推测寒区湿地公路软土地基固结沉降过程和最终沉降量,为类似地区的项目设计及施工提供参考.方法 对室内试验和现场监测数据,采用分级加载固结度理论,对软土地基固结沉降计算中随加载逐级改变计算参数并给出了计算通式.结果 根据试验路段监测结果,采用分阶段拟合,通过3种拟合方法比较,得出了适合预测寒区湿地软土地基固结沉降的曲线.采用分级加载固结度理论,逐级改变计算参数,使得计算结果与实测结果更加接近;在3种曲线拟合方法中,采用双曲线法分阶段拟合的结果与观测曲线最接近,而最终沉降量的预测各种方法得到比较一致的结果.结论 经验证逐级改变计算参数的计算方法是合理的,为工程项目施工及类似工程项目的设计提供参考依据.     

分层真空预压软土地基一维大变形固结模型及试验研究

基于以有效应力为控制变量的一维大变形固结方程，考虑固结过程中孔隙比及渗透系数随时间的变化，建立了分层真空预压多层软土地基的一维大变形固结分析模型，并利用差分法进行了数值求解.分析表明，分层真空预压软土地基能够大幅提高软土地基的固结速率，软土的初始孔隙比及初始渗透系数对分层真空预压软土地基的固结速率有较大的影响.与模型试验结果的对比表明，该模型较合理地反映了分层真空预压下土体的变形和固结性状.     

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.     

有无侧限条件下公路软基堆载预压对比研究

为降低堆载预压排水固结对周边环境的不利影响,提出了侧限堆载预压控制技术。基于FLAC3D有限元分析软件建立有无侧限堆载预压排水固结模型,将无侧限堆载预压模拟结果与实测结果进行对比,验证了数值模拟模型的合理性与可行性,探讨了有无侧限堆载预压的差异。研究结果表明:侧限控制技术能有效降低软土地基沉降、加快前期固结速率;同时侧限位置离堆载预压区边缘越近,侧限效果越好。     

堆载预压和真空堆载联合预压的比较

堆载预压和真空联合堆载预压都是工程中处理软土地基的常用方法。通过舟山富通电缆项目地基处理工程项目中堆载预压和真空联合堆载预压施工的比较研究,得出真空联合堆载预压比堆载预压具有更高的施工成效效率,更好的沉降稳定性和沉降性,以及水平位移量更小,使周围软弱边界的变形处于较为稳定的状态。     

A general solution for vertical-drain consolidation with impeded drainage boundaries

An analytical solution is derived from the generalized governing equations of equal-strain consolidation with vertical drains under multi-ramp surcharge preloading. The hydraulic boundary conditions at both top and bottom of the consolidating soil are modelled as impeded drainage. The impeded drainage is described by using the third type boundary condition with a characteristic factor of drainage efficiency. Fully drained and undrained boundary conditions can also be modelled by applying an infinite and a zero characteristic factor, respectively. Simultaneous radial and vertical flow conditions are considered, together with the effects of drain resistance and smear. An increase in total stress due to multi-ramp loading is reasonably modelled as a function of both time and depth. A solution to calculate excess pore-water pressure at any arbitrary point in soil is derived, and the overall average degree of consolidation is obtained. It shows that the proposed solution can be used to analyze not only vertical-drain consolidation but also one-dimensional consolidation under either one-way or two-way vertical drainage conditions. The characteristic factors of drainage efficiency of top and bottom boundaries have a potentially important influence on consolidation. The boundary may be considered fully drained when the characteristic factor is greater than 100 and fully undrained when the characteristic factor is less than 0.1. The stress distribution along depth induced by the surcharge loading has a limited effect on the overall average degree of consolidation. However, it has a significant effect on the dissipation of excess pore-water pressure.     

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.     

填海造陆工程预压法加固软基现场监测试验研究

介绍了采用预压法加固吹填淤泥与海相沉积淤泥的围海造陆工程分区软基处理方法与现场监测试验,对该工程B2区堆载预压与真空堆载联合预压法加固过程中淤泥层的沉降变形、孔压、真空度及深层土体位移等观测结果进行了分析。结果表明：吹填淤泥经过预压处理后,压缩比高达33.2%,为相邻海相沉积淤泥的1.6～1.8倍,前者加固效果明显高于后者;吹填淤泥的孔压消散速率慢于相邻海相沉积淤泥,卸载前,孔压还未消散完,而后者孔压已基本消散;真空度沿淤泥层传递效果较好,表层与底层较好,中间层次之;真空与堆载预压荷载作用下,表层淤泥位移朝向加固区内,中间层淤泥位移朝向加固区外,不影响地基的稳定性。