真空预压和堆载预压模型试验研究

采用室内模型槽试验,研究了真空预压法和堆载预压法加固软土的固结机理和特性,得出两种加载情况下土样的含水率都随深度的增加而增加,十字板剪切强度随深度的增加而减小的结论。在相同压力作用下,真空作用下土样的含水率比堆载作用下的土样偏小。而且真空作用下土体前期固结沉降的速率远大于堆载作用下土体固结沉降速率。     

真空联合堆载预压处理软土地基测试与分析

结合山东某港口大面积吹填软土地基处理实践,阐述了真空联合堆载预压施工相关监测和检测内容及其基本操作方法;分析了真空联合堆载预压施工过程中土体表面沉降、分层沉降、深层水平位移以及孔隙水压力的发展变化过程和规律。表明真空联合堆载预压法加固软土地基具有真空预压和堆载预压的双重加固特征,堆载能加速软土地基的固结变形,但在堆荷较小情况下,被加固土体总体仍表现为土体向加固区中心位移的收缩固结变形特征。从工后现场原位测试及试样室内土工试验成果可以看出,淤泥土层加固后含水量、孔隙比均有大幅减小,土体物理力学性质得到较大改善,土体强度增长幅度可达100%～300%。说明真空联合堆载预压应用于处理大面积吹填软土地基是成功可行的,其加固效果明显,有效影响范围可达排水板深度。     

珠江三角洲软土工程特性的微观机理探索

通过对珠三角典型软土样固结过程的微观结构观测、压汞分析和矿物成分分析,定量研究不同固结荷载下软土的微孔隙形态、尺度分布、颗粒定向性等微观参数随荷载的变化规律。研究表明,固结压力将显著改变软土的孔隙尺度分布、颗粒的定向性,以致改变土体的压缩性和渗透性。固结前期孔隙尺度较大,颗粒排列较紊乱,压缩系数和渗透系数较大并随固结压...     

真空预压法加固软土地基的数值模拟

对真空预压法加固软土地基的效果进行了数值模拟分析,采用大型通用有限元程序Abaqus进行实际工程的模拟计算及分析,采用剑桥模型来模拟真空预压下土体的固结变形过程,说明真空预压法加固软土地基效果明显。     

深层增压式真空预压法处理软土地基室内模型试验

普通真空预压法在处理软土地基时,由于真空度向下传递的过程中受涂抹、井阻等作用,使深层土体获得的真空荷载较小,往往导致深层土体得不到有效的加固。针对这种缺陷提出一种深层增压式真空预压处理软土地基的方法,此方法主要是通过向深层土体增压以扩大深层土体与竖向排水板及其上层土体的压力差,从而加快土体中的孔隙水的渗流速度。另外,由于深层土体因得到增压而其气压高于上层土体及排水板处的气压,这样就会在深层土体和竖向排水板及上层土体之间形成对流,从而带动土体中的孔隙水向上层土体和排水板处流动而提高排水速率。试验表明:经深层增压式真空预压法处理后土体的含水率、累计沉降量、十字板抗剪强度等指标均优于普通真空预压处理的土体,说明深层增压式真空预压能够有效地提高软土地基的加固效果。     

真空预压法加固软土地基中真空井作用范围的试验研究

工程中经常遇见的软土地基存在含水率高、工程性质差等特点,对其进行固结处理是进行后续施工的关键。而真空预压法存在工程量小、成本较低和对环境影响较小等优点,在处理软土地基中逐渐得到大量应用。然而传统真空预压法处理软土存在排水板易堵塞、弯曲和处理深度达不到要求等问题。实际应用中多采用真空井替代传统排水板的方法,然而真空井的合理作用范围受到种种现实条件的影响,主要依靠工程人员的经验来确定。对此,文章展开改性真空井作用范围的真空预压法加固软土地基模型试验,通过真空固结试验探究真空井的作用范围,对固结过程中的压缩沉降进行监测,并对其固结特性与理论结果进行分析。试验结果表明:按照真空预压加固技术原理,对三种常见土体:砂土、淤泥质土和黏性土沉降量进行监测记录,在模型试验条件下测定出三种土体距离真空井由远及近的沉降量分别为2.4~3.1 cm、3.9~6.7cm、3.3~6.2 cm,理论沉降量由远及近分别为:1.6~2.5 cm、3.7~6.3 cm、2.7~5.8 cm。研究结果表明实测沉降规律与理论值基本相符,能够实现软土地基深度加固的目的。     

工法介绍

真空预压加固软土地基 真空预压法系在地基表面铺设密封膜,通过特制的真空设备抽真空,使密封膜下砂垫层内和土体中垂直排水通道内形成负压,加速孔隙水排出,从而使土体固结、强度提高的软土地基加固法。 真空预压法适用于加固淤泥、淤泥质土和其它能够排水固结而且能形成超净水压力边界条件的软粘土。其特点为:①加固过程中土体除产生竖向压缩外,还伴随侧向收缩,加固后土的密实度高,加固效果好,特别适于超软土地基加固;②预压荷载不会引起地基失稳,荷载可一次快速施加,加固速度快,工期短;③施工机具和设备简单,作业效率高,加固费     

真空预压处理软基效果分析

采用真空预压法处理某高速公路软基,处理淤泥层的平均厚度达到10m以上,软基上施加真空压力80kPa,150d后地基表面沉降量达到1m以上,地基平均固结度超过90%,满足设计要求。处理后的软土地基物理力学性质变化明显,表明采用真空预压法处理本工程软基是可行的,同时对真空预压引起的土体水平位移进行分析。     

增压式真空预压软基处置的对比试验研究

目前软土地基在国内沿海地区大范围存在,因此如何使这些含水率高,承载能力很低的淤泥尽快排水固结,便成为一大技术难题。在传统真空预压技术短期难以实现的基础上,提出了增压式真空预压法对软土地基进行加固,并在淤泥粘度较高的连云港某港区进行现场试验。试验结果表明:增压真空预压工法由于采用了新型塑料排水板、直连工艺和增压技术,比真空联合堆载预压法产生更高的超孔压,软土中的孔隙水可以更快速地排出,地表沉降量大幅增加,地基处理效果更好。     

矿物成分对软土强度性质的影响分析

通过X射线衍射分析法定量分析珠江三角洲软土的矿物组成,并采用乙二醇乙醚吸附法(EGME法)测试人工土样与天然土样的总比表面积,研究黏土矿物与非黏土矿物对土体强度特性变化的影响。经分析后发现:黏土矿物(如蒙脱石)通常为片状颗粒,具有很大的比表面积,故吸附的结合水膜较厚,颗粒间的直接接触点较少,颗粒间由结合水膜连接的胶结作用明显,粒间由于易于错动而形成润滑摩擦,表现为抗剪强度与内摩擦角低,黏聚力高;非黏土矿物颗粒(如石英)通常为粒状或针状,比表面积小,吸附水膜较薄,黏聚力较低,粒间大多为直接接触使得摩擦角增加,从而其强度得以增加。     

沿海蚝塘回填区地基真空预压加固效果分析

结合珠海某蚝塘回填区真空预压软基处理工程,从现场监测和检测两方面分析了地基加固效果,结果表明：真空预压后,残余沉降、承载力均达到设计要求,软土各项指标明显改良,真空预压效果良好。     

真空预压法加固软土地基机理相关问题的探讨

分析了真空度传递特性和影响因素,对涉及真空预压软土地基加固机理的相关热点问题进行了深入探讨,包括真空预压加固过程土体强度变化特征,加固区地下水位变化及有效加固深度,加固区边界的土体变形特征、边界水位变化及边界影响范围等,以助于更好地理解真空预压软土地基加固的机理问题。     

真空预压地基出水量现场试验研究及分析

通过中山造船基地真空预压软基加固工程的现场试验观测成果,从软土的微观固结机理角度定性分析了真空预压期间加固区内的出水量变化情况,以及地表沉降、地下水位与出水量之间的内在联系。研究结论如下:①真空加固期间的出水量分为两个阶段,加载初期主要为加固区内土体大、中孔隙中的自由水,恒载后以土体的中、微孔隙中能克服自身抗剪强度发生渗流的弱结合水为主。②由于自由水比弱结合水更容易发生渗流,因此抽真空初期的日出水量远大于恒载期的日出水量,但是受到场地地质条件影响,不同区域的出水量多少不均。③总出水量与地下水位降深、地表沉降的关系表现出相似的规律,即加固初期随着总出水量的增大,地下水位降深和地表沉降变化较快,后期变化较慢并逐步趋于稳定。     

软土地基孔隙水压力降低引起的压缩分析

根据土力学基本原理,分析孔隙水压力降低引起的土体压缩方式,并对真空预压地基的分层沉降现场实测值和理论计算值进行分析;同时,定量分析真空预压地基在不同深处单位压缩量。研究结果表明:(1)若按有效应力原理水土压力分开计算、地基土体中孔隙水压力降低时,土体竖向总应力维持不变而侧向总应力减小;(2)土体中孔隙水压力在相对压强小于0的范围内降低时,将引起土体等向压缩,在相对压强大于0的范围内降低时,将引起土体单向压缩;(3)南沙港区的真空预压地基若其沉降按欠固结计算时,计算值与实测值接近,自重应力欠固结引起的沉降是抽真空期间地基总沉降主要部分;(4)真空预压的加固深度随排水体深度增加而增大,土层压密效果随地层深度增加而减弱,故降低孔隙水压力法在加固软土地基中,设计排水体深度时应考虑最佳加固深度。     

真空预压下土体有效应力增量的计算与应用

通过降低孔隙水压力,真空预压可增加土体中的有效应力,从而使地基发生排水固结以达到最终被加固体的目的。根据有效应力原理,通过对真空度转化为土中有效应力增量的过程和机制分析,考虑地下水位的影响,推导土中不同深度上有效应力增量的计算方法,并根据建立的理论公式分析真空预压的有效加固深度与加固体效果。研究结果表明,膜下真空度越大,地下水位埋深越浅,真空混合流体密度越小,则抽真空预压在土体中形成的有效应力增量越大,地基被加固的效果也越明显。最后,结合澳门国际机场软基加固工程实例进行分析,理论分析得到的结论符合实际观测结果。     

超载真空预压动力排水固结联合法运用实例

结合汕头市东部城市经济带市政基础设施建设项目试验段某区软基处理工程实例,介绍了超载真空预压动力排水固结联合法,通过检测结果表明,采用超载真空预压动力排水固结联合法能够有效加速软土固结,减少软土工后沉降。     

Experimental study on a dredged fill ground improved by a two-stage vacuum preloading method

The vacuum preloading method has been wisely chosen among many ground-improvement methods considering the time limit of many projects and the characteristics of reclaimed soil. However, the loss in vacuum with soil depth, the clogging around prefabricated vertical drains (PVDs), and the deteriorative consolidation of the deep soil layer, among other factors, create a large challenge to vacuum preloading for dredged marine clay fill. Thus, this study proposes a two-stage vacuum preloading method and focuses on its feasibility and effectiveness. Contrasting laboratory tests are performed in two identical experimental tanks with dredged marine clay fill from the Wenzhou land reclamation site in China. In one tank, the one-stage vacuum preloading method is used to serve as a baseline for this study. In the other tank, use of the two-stage vacuum preloading method is proposed for consolidation; it comprises two stages. In the first stage, the dredged marine clay fill is conditioned by vacuum preloading using half of the PVDs, where the dissipation of the excess pore water pressure tends to be steady. In the second stage, vacuum preloading is activated using all the PVDs. The results show that a better consolidation effect is achieved with the proposed method in terms of the settlement, vacuum pressure, pore water pressure, water content, vane shear strength, and soil particle microstructure after soil consolidation.     

高等级公路桥头软基真空联合堆载预压加固试验研究

对浃里陈大桥桥头试验段的孔隙水压力、分层沉降、地表沉降、土体水平位移等现场监测结果进行了分析;分析结果表明:在真空联合堆载预压加固软基的过程中,由负超静孔隙水压力与正超静孔隙水压力叠加后产生的联合超静孔隙水压力相对较小,一般小于0,有利于路堤的快速堆载;能大幅预消除沉降,工后沉降量小于100mm,满足桥头软基工后沉降要求;影响区土体水平位移沿水平方向距加固区边界20m之外相对较小,沿深度方向,15m以下基本上无水平位移。真空预压的有效影响深度可以大于10m。对地基土体的加固效果进行了检验,检验结果表明,真空联合堆载预压加固后,土体的强度明显增强,加固效果明显。最后结合试验监测成果,对真空联合堆载预压加固软基机理进行了分析,给出了附加应力分布图。     

预压作用下软土固结蠕变及微观结构试验研究

为了揭示预压荷载作用下软土路基工后沉降的机理,开展了室内模拟真空、堆载以及真空—堆载联合预压加固软土的固结蠕变三轴试验及微观结构试验。分析了在三种不同的预压作用下土体固结蠕变性状的不同和微观结构的变化机理。结果表明:在三种不同的预压荷载作用下,固结过程中,是真空—堆载联合预压条件下土体的沉降量最大,其次是堆载预压,最小的是真空预压。蠕变过程的沉降量是堆载预压的最大,其次是联合预压,最小的是真空预压。预压荷载作用下土体的固结和蠕变具有耦合效应;微观结构参数的变化受预压加载方式的影响。微观结构参数的变化率与宏观物性参数的变化率有相似的性质。