超软土真空预压透明土模型试验及土桩形成机理

吹填超软土真空预压加固地基过程中,塑料排水板周围易形成“土桩”,“土桩”的存在降低了其周围土体的固结效率,严重时甚至会导致地基处理失效；然而,对“土桩”形成机理的认识仍相对不足.为此,基于透明土材料和粒子图像测速法（PIV）,开展超软土真空预压透明土模型试验,非嵌入式地可视化测量真空预压过程中排水板周围土体位移场.结果表明:排水板周围的土体变形与排水速率存在联系,在排水高峰期和排水平稳期,排水板周围土体产生明显的水平位移,且产生水平位移的范围随抽真空时间的增长逐渐扩大.而在排水缓慢期,排水板周围的土体几乎仅有竖向位移；土颗粒在渗流力的作用下向着排水板方向移动并聚积在排水板周边,是造成“土桩”和“软弱带”现象的主要原因；浅层土体的颗粒较细、上覆土重较低,在渗流力作用下更容易发生向着排水板方向的位移,形成的“土桩”由浅至深半径逐渐减小,“土桩”的最大半径可达11 cm；“土桩”范围内的土体密度较“软弱带”土体的密度更高,在自重和“真空荷载”作用下的压缩量更小,在土体表面形成“桩头”.     

真空预压加固软土地基机理探讨

在现有真空预压的研究和多孔介质渗流理论的基础上，提出了真空渗流场理论来具空预压加固软土地基的机理。比较了真空预压和堆载预压的不同之处，探讨了几个真空预压工程上比较关心的问题，如真空预压加固软土地基的处理深度，达西定律在真空预压中的适用性，真空预压抽真空边界的处理，地下水的存在对真空预压的影响等。     

真空预压加固软基影响范围有限元分析

目的 为分析真空堆载加固软基的影响范围．方法 通过平面应变有限元方法对真空预压加固软基中的负压分布、竖向位移与水平位移影响范围进行分析，并结合泱里陈大桥软基加固试验的测试结果进行了比较．结果 平面有限元分析负压的传递深度随塑排的打设深度而增加．在井阻较小的情况下，负压一般可传递到塑排以下4～6m的淤泥中．与实际监测结果相吻合；平面有限元分析随着塑排打设深度的增加，土体竖向位移与水平位移的总量随之增加，影响范围随塑排深度的增加而扩大；真空预压的有效影响深度可以超过10m；水平影响范围基本上在塑料排水板打设深度的1倍范围内较大，而在一倍范围以外，水平位移的影响相对较小．结论 采用有限元方法分析预测真空堆载加固软基的影响范围是可行的．     

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．     

真空预压加固软土地基工程案例分析

通过对上海某真空预压加固现场全过程监测分析,结果表明：真空预压初期沉降速率较大;分层沉降监测资料表明沉降主要发生在土性较差的淤泥质粉质粘土层,真空预压的影响深度可以达到塑料排水板底下一定深度;静力触探试验表明真空预压加固明显提高了地基土的强度,达到了预期的目的,固结度的计算结果进一步佐证了这一结论.     

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。     

单桩复合地基固结性状有限元分析

在编制并验证Biot固结有限元(FEM)程序的基础上,对单桩复合地基固结进行了有限元分析,并比较了强排水桩复合地基和弱排水桩复合地基的固结性状.对于强排水桩复合地基:渗流以径向为主;是否考虑应力集中对平均固结度影响甚微,但对地基浅层孔压分布产生较大影响.对于弱排水桩复合地基:渗流以竖向为主;无论考虑应力集中与否,孔压分布和天然地基相比在深度方向梯度更大,由此形成的应力差更利于孔压向透水面的消散,从而加速了地基的固结.     

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。     

海南海花岛软基处理工程中真空预压法的改进与机理分析

疏浚淤泥这种超软土地基目前主要采用排水固结法进行加固,然而,工程实践发现,淤堵是一个重要的问题,新型防淤堵材料和施工工艺是研究的热点。依托恒大海南海花岛真空预压处理工程,引入一种应用于超软土地基处理的新型防淤堵真空预压法。该方法是直排式真空预压方法的进一步改进,将防淤堵排水板取代传统排水板,在连接方式上,将无孔钢丝软管取代了水平波纹管,也将传统的包扎捆绑改进成了三通密封接头,枪钉固定。结合施工动态监测和加固后检测,表明了该方法的加固效果和实用性。在此基础上,结合已有的室内模型试验研究,阐述其抽真空过程中在排水板附近防淤堵的原理和改善机制。     

铁盐调理联合真空预压法填埋污泥排水加固试验

针对目前中国多地污泥填埋库库容已严重不足的现状,为恢复库容并加固坑体,采用FeCl_3对上海某污泥填埋库区的填埋污泥进行调理改性,并进行真空预压排水加固试验.试验过程中,对污泥的累计排水量、累计沉降量进行记录,试验后分别进行含水率、十字板剪切强度和压汞试验.结果表明:直接采用真空预压法对原状污泥进行深度脱水的效果有限,经FeCl_3调理改性后污泥脱水性能改善,排水速率加快,排水量增加,试验后平均含水率由75.8%降至66.6%;真空预压后污泥的含水率和抗剪强度分布不均,越靠近排水板变化越大,含水率沿径向和深度方向逐渐增大,抗剪强度沿着径向和深度方向逐渐减小;调理污泥在真空预压后,孔径主要分布在200～100 000 nm,小孔占比最高,其次是中孔,且离排水板越近,大孔越多,微孔越少;调理后污泥含水率和体积分别减小了9.2%和28.8%,强度提升了10倍.表明铁盐联合真空预压对污泥处理效果较好,可从优化药剂组合和真空预压工艺参数两方面进一步提升脱水减容效果.     

碎石桩加固液化砂土孔隙水压力变化

通过振动台对未加固与碎石桩加固的液化砂土的宏观表现及孔隙水压力曲线、孔压比曲线比较,得到碎石桩加固液化地基土不仅有挤密增强土体抗液化效果,而且随着排水,土体强度也在逐渐增强.说明工程实际中碎石桩加固液化土只考虑挤密过于保守.     

沉桩的挤压效应和处理措施

在软土地区基础进行打设预制桩,土体由于受到打桩产生的空隙水压力的影响,引起土体的垂直和水平变位,从而导致周围地面的隆起和侧向位移。造成己打入桩的偏位,附近建筑物发生倾斜、开裂等事故。本文将根据工程实例探讨如何采取防范措施,尽量将其危害程度降低到最低水平。     

真实水压力下砂岩强度及破坏形式的试验研究

岩石在高水压条件下的强度和变形破坏方式对深埋、高水压下隧洞及地下开采极为重要。采用MTS和“YSL-200”对砂岩进行了常规单轴试验和不同压力水环境中的压缩试验,分析了真实水压力对饱和砂岩的抗压强度和破坏形式的影响,并探讨了孔隙水压力与水围压力对岩石强度的作用。试验结果表明：饱和砂岩在真实水压力环境中呈现“X型”剪切破坏,水压力在岩石进入裂纹扩展区时加速岩石破坏的作用效果明显;压力水可以通过扩展的裂纹渗入到岩石内部,增大岩石的含水率,影响岩石内部的孔隙水压力;当水压力较低时,水围压作用大于孔隙水压力作用,水压力对岩石的强度为增强效应,当水压力较高时,孔隙水压力作用与水围压作用抵消,岩石强度与饱和单轴抗压强度相近     

波浪荷载下钙质砂孔压增长特性的试验研究

利用土工静力-动力液压三轴-扭剪多功能剪切仪模拟海洋波浪的加载形式，对相对密度为30％的钙质砂进行扭转和竖向加载耦合循环剪切试验，着重研究波浪荷载作用下主应力方向连续旋转及初始主应力方向角α0对饱和钙质砂孔隙水压力增长特性的影响。结果表明，主应力方向的连续旋转导致了钙质砂中孔隙水压力的增长。初始主应力方向和动应力幅值对钙质砂的孔压增长模式有显著的影响；归一化后的孔隙水压力比与广义剪应变之间的关系可以用双曲线表示。     

黏弹性土中半透水管桩沉桩后孔压消散解析解

研究了黏弹性土中管桩沉桩后的固结问题.将土视为适合Mechant模型的黏弹性材料,在弹性解答的基础上,根据对应性原理,经拉普拉斯变换、弹性参数代换和拉普拉斯逆变换等手段得出黏弹性问题的控制方程.通过分离变量法对本征值问题进行求解,在求解过程中考虑了管桩桩体的可渗透性,认为桩体为半渗透材料,给出混凝土管桩沉桩后桩周土中超静孔隙水压力消散的解析解,分析了孔压消散的因素影响.结果表明,土的黏弹性对孔压消散有明显影响,土的黏滞系数越大,超静孔压消散越快;在土的渗透性较小时桩身渗透对孔压消散有较大影响.     

挤密碎石桩抗液化性能分析

给出了碎石桩处理可液化地基土孔隙水压力比计算公式,并结合工程实际,考虑径向排水及垂向排水条件下,对孔隙水压力比进行计算,结果表明,经碎石桩处理后可液化地基土完全消除液化.     

动静荷载耦合的固结计算问题研究

研究动静荷载耦合条件下的孔隙水压力发展规律,分析了动荷载和静荷载作用下固结系数的区别．建立了动静荷载耦合的基本固结微分方程式并就几种典型情况给出其一般解析解．最后给出它的具体应用．     

杂填复合土地基加固的现场检测分析

依托青岛某地基处理工程,对上覆杂填土的淤泥质土地基进行加固,现场检测其加固效果.通过对夯击过程中超静孔隙水压力随时间的变化规律及在不同性质土层中的增长及消散规律的分析,计算了超静孔压的消散,提出了确定强夯夯点间距、有效加固深度及两遍夯击间隔时间等施工参数的方法及优化.     

静压桩在软土地基中的应用

通过５００ｔ静压机在福州市闽侨大厦的工程实践，分析压入力与承载力的关系，阐述静力压桩法的机理及应用范围，解决了深厚饱和软土地区高层建筑桩基的选型问题。