滨海吹填土固结蠕变特性试验研究

围海造陆形成的吹填土地基与天然形成地基的工程特性存在诸多差异,为了保证吹填土地基的长期稳定性和安全性,有必要揭示吹填土与天然土工程特性的差异。利用单向固结仪,开展了不同加荷方式下滨海典型软土和围海造陆吹填土的蠕变特性试验对比研究,得到了不同试验条件下土体的应变、应力和时间的关系,对比分析两种软弱土蠕变性状的差异和影响因素,同时给出次固结系数的变化规律。试验结果表明,分级加载下两种滨海软土均具有明显的非线性蠕变特性,高应力水平下经排水加固的吹填土最终变形量明显低于软黏土,而次固结变形较大;吹填土的一维固结蠕变特性受加荷比和试样高度影响,加荷比越大、高度越高土样最终蠕变量越大;次固结系数与加荷比和荷载等级有关,表现为次固结系数随荷载增大先增大后减小,峰值随加荷比增大而减小。     

修正Terzaghi理论在吹填土固结计算中的应用

经典Terzaghi一维固结理论在小变形线弹性固结沉降计算中广泛应用,固结系数、压缩性、渗透性等固结参数保持为常量,但直接应用于沉降量超过50%的吹填土固结沉降会引起不可忽视的坐标误差,导致较大的预测误差,存在应用上的局限性。修正Terzaghi理论计算方法,根据有限应变理论将吹填土大变形固结沉降分段表达,同时修正应变步长上固结参数,满足经典固结理论中小变形、线弹性假定条件。通过土体渗透系数、体积压缩系数与孔隙比间拟幂次函数关系表达吹填土体非线性本构关系,固结系数不再保持为常量,而在固结过程连续变化。修正Terzaghi固结理论分段计算方法,在确定沉降应变步长内固结系数为常量,计算相应时间步长,修正土体固结系数及固结参数后进行下一应变步长计算,累加沉降量与时间步长得到土体时间维度上的大变形固结曲线。修正Terzaghi固结理论满足线弹性小变形基本假定,反映出软土固结沉降中非线性特点,计算预测结果与实测值符合良好,将经典一维固结理论推广应用到吹填土大变形固结领域。     

围海造地软基加固试验研究

围海造地形成的吹填淤泥地基具有含水率高、压缩性高、强度极低等特点,对工程使用极其不利,必须进行加固处理.结合某工程,采用真空预压法对吹填淤泥地基进行加固,同时布置原观仪器进行现场试验研究.位移监测结果表明试验区实测地表沉降量达1 616mm,地基加固结束时的平均固结度达86%,工后沉降小于300mm;水平位移小于10mm;吹填淤泥单位厚度的压缩量达267mm/m,属于大变形的范畴;真空度和孔隙水压力监测结果表明真空度在吹填淤泥地基中的传递存在较大的沿程损失;地基加固效果检测结果表明加固后的吹填淤泥平均十字板强度达15.2kPa;吹填淤泥的土性指标得到了不同程度的改善;地基承载力大于60kPa;地基加固达到了预期的效果.探讨了真空预压加固吹填淤泥地基存在的问题,建议进一步开发土工水箱来改进吹填淤泥地基加固方法.     

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.     

东北五常地区淤泥质软土指标相关性分析

岩土体参数具有区域性特点,开展区域性土的物理力学参数相关性研究极具实践价值。通过对95组东北五常地区淤泥质软土物理力学指标的统计分析,得到以下结论和建议:(1)该淤泥质软土具有高含水率、高压缩性、大孔隙比和强度低的软土特性,但物理力学参数变化范围大,变异系数高,平均抗剪强度略高于沿海地区淤泥质软土;(2)天然密度、干密度与天然含水量之间呈现高度相关的对数关系;(3)天然含水率w、液限w_L、塑限w_P与塑性指数I_P、液限w_L和塑限w_P呈现高度相关线性关系;(4)孔隙比e与天然含水率w、天然密度ρ、干密度ρ_d高度相关,分别呈线性和指数关系,与颗粒比重G_s呈现显著的对数关系。(5)压缩模量E_(s1-2)和压缩系数a_(1-2)与天然含水量w、天然密度ρ、干密度ρ_d以及孔隙比e等4个指标几乎都具高度相关性,表明这些参数对土体的变形影响很大;与颗粒比重Gs中度相关,与液性指数和饱和度无相关性。抗剪强度参数与上述7个物性指标间的拟合结果却反映了无相关性。文中拟合得到了一些有价值的经验公式,以期为五常地区工程设计中淤泥质软土参数取值提供参考和依据。     

真空-堆载联合预压法处理吹填土地基的大变形有限元分析

为掌握真空-堆载预压法处理软弱地基的加固机理和处理效果,采用Abaqus有限元软件对真空-堆载联合预压荷载下的吹填土进行数值模拟与分析,计算了土体的沉降、水平位移和超静孔隙水压力,并与实测结果进行对比分析。结果表明:采用大变形和小变形理论计算所得地基的沉降、水平位移以及超静孔隙水压力与实测数据吻合较好,且大变形理论计算值更接近于实测结果,验证了将塑料排水板转换成砂墙进行计算是可行的;真空预压阶段的吹填土在加固区以内产生收缩变形而加固区以外则为剪切变形;真空-堆载联合预压阶段的加固区以外土体仍向加固区内部产生收缩变形,随着堆载的增加,加固区以外的土体会产生向上的隆起变形,井阻效应对加固区土体的超静孔隙水压力分布有较大影响;地面堆载的施加会使塑料排水板范围以外的土中超静孔隙水压力分布出现明显的曼德尔效应。     

电渗复合真空覆水预压法加固吹填土地基的应用研究

吹填土渗透系数小,结合水含量高,常规排水固结法只能排除地基土中的自由水,且真空传递效率低。而电渗法已经被证明可以有效排除土体中的结合水。故提出电渗复合真空覆水预压加固吹填土的方法,并结合温州某吹填土地基处理工程,对电渗复合真空覆水预压技术进行了现场试验研究。结果表明,电渗法能够有效降低地下水位,并对土体后期强度增长的贡献明显;电渗复合真空覆水预压法加固效果好于真空覆水预压法,在地基土的沉降速率上有显著优势,达到相同地基处理效果,施工工期更短,为该技术的推广应用提供借鉴和指导。     

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.     

某一级公路路基填土膨胀性试验

通过对某一级公路路基填土的天然含水量、液限、塑限、颗粒组成、矿物成分、自由膨胀率、胀缩总率等试 验研究,运用塑性图,并综合各项指标对路基填土的膨胀性做了评价。结果认为,此路基填土为高液限和塑限的 淤泥质软土,天然状态下具有弱膨胀性。通过对路基填土的击实试验和承载比试验表明,填土压实之后具有一 定的膨胀性,在含水量变化差异性影响下的胀缩变形可能导致路基开裂。     

吹填土真空预压过程中夹砂层的作用机理

采用有限差分软件FLAC3D对吹填土中设置夹砂层进行数值模拟,研究了夹砂层对吹填土固结沉降的作用机理,结果表明夹砂层在吹填土中形成了水平向排水通道,可以提高吹填土在真空预压时的固结速度,增加固结沉降量,同时提出在夹砂层上下表面设置土工布的处理方法,有助于夹砂层在吹填土中的稳定成形,并起到限制吹填土不均匀沉降的作用。     

真空预压软基处理技术在宋埠—西湾滩涂围垦工程中的应用

平阳县宋埠-西湾滩涂围垦工程区内采用涂泥进行吹填,设计采用了真空预压法对吹填区地基进行排水固结,以提高地基承载力.该工程吹填区通过真空预压法处理后,通过土工密度、含水量、比重、颗粒分析、液塑限、固结、压缩、无侧限抗压强度和三轴试验等,确认各项技术指标均满足设计和使用要求,处理成本也得到了很大的节约,取得了良好的技术与经济效果.     

吹填土地基真空预压模型优化及参数设计

为降低吹填土地基真空预压三维建模难度,对吹填土地基真空预压简化建模方法进行了探讨。借鉴砂井地基涂抹效应的简化方法,将涂抹效应对＂砂墙＂涂抹区渗透系数的弱化作用均化到＂单墙＂影响范围内土体中,建立了不考虑涂抹区尺寸的砂墙模型,有效减小真空预压三维建模分析的难度,取得了较好的计算效果。采用简化方法对吹填土地基真空预压处理效果进行了分析,重点研究了加固区面积对真空预压计算效果的影响,当加固区宽度大于16.0 m时,边界对加固区中心竖向位移的影响可以忽略。     

天津滨海新区吹填土固化方案的技术比较

吹填土由水力吹填形成,颗粒很细,固结性能差,吹填以后要经过很长时间才能自然沉积固结,待表面形成硬壳后方可进行加固处理.为缩短沉积固结时间,在室内采用多种固化材料对吹填土进行固化处理试验.通过对多种添加方式的固化土样无侧限抗压强度试验的结果进行对比分析,优选出了适宜的固化方案.     

水平塑料排水带固结流态吹填土可行性研究

提出水平塑料排水带分层固结法加速流态吹填土的固结.基于Biot固结有限元理论,分析塑料排水带间距、吹填土和围堰土的渗透性对固结效果的影响.研究表明,吹填土的渗透性是影响沉降、孔隙水压力消散的主要因素,塑料排水带的间距和围堰土的渗透性为次要因素.工程实践表明,该方法固结时间短,施工方便,投资少,是一种有效处理流态吹填土固结问题的新方法.     

舟山钓浪围垦吹填土模拟试验研究

通过在室内对吹填淤泥进行模拟试验,测定了吹填淤泥沉降后的容重、孔隙比及含水量等物理指标的变化过程,证明了吹填泥浆在静水中的沉降过程可以划分为两个阶段,即细颗粒絮凝下沉为主的沉积阶段和泥浆自重固结阶段.通过对其力学指标进行的初步研究,证明吹填淤泥在经过一定时间的固结后具有了一定的承载力,可以用加固饱和软粘土地基的方法对吹填区域进行加固.     

淤泥质粘土的超载预压试验研究

根据现场采样的室内超载固结试验,对淤泥质粘土超载预压中超载比,超载作用时间及后续变形之间的关系进行了分析研究,实验及分析结果对用排水固结法处理淤泥质地基有重要参考价值.     

淤泥质粘土的超载预压试验研究

根据现场采样的室内超载固结试验,对淤泥质粘土超载预压中超载比,超载作用时间及后续变形之间的关系进行了分析研究,实验及分析结果对用排水固结法处理淤泥质地基有重要参考价值．     

堆载-电渗联合作用下双层地基一维固结解析解

实际地基处理中,电渗与堆载预压常常联合使用。然而目前综合考虑堆载和电渗作用的成层地基固结解答较为鲜见。针对现有理论的不足,基于Zhao提出的双层地基中水力渗透系数与电渗渗透系数的关系假定,建立考虑堆载和电渗联合作用的双层地基一维固结方程。利用特征函数法获得瞬时堆载和线性堆载下双层地基一维电渗固结解析解。通过与现有解析解和电渗固结试验结果对比,验证了本文解答的可靠性。基于该解答,详细讨论了土层参数及荷载参数对双层地基固结特性的影响。结果表明：当下层土的渗透性高于上层土的渗透性时,由于电渗作用导致地基中间土层在固结初期流入的水量大于流出的水量,造成超静孔隙水压力在固结初期上升及有效应力在固结初期下降的现象;降低下层土的压缩性能够提高双层地基的沉降速率和超静孔隙水压力消散速率;与单纯电渗固结相比,电渗联合堆载作用不仅能提高地基沉降速率,还能提高固结后的地基强度,更有利于减小工后沉降和加快地基处理速率。     

堆载–电渗联合作用下双层地基1维固结解析解

实际地基处理中,电渗与堆载预压常常联合使用。为了解决目前综合考虑堆载和电渗作用的成层地基固结解答理论的不足,假定土体中的渗透流速可由水力坡降引起的渗透流速与电势差引起渗透流速的进行叠加,建立考虑堆载和电渗联合作用的双层地基1维固结方程;利用特征函数法获得瞬时堆载和线性堆载下双层地基1维电渗固结解析解;通过与现有解析解和电渗固结试验结果对比,验证了本文解答的可靠性。基于该解答,详细讨论了土层参数及荷载参数对双层地基固结特性的影响。结果表明：当下层土的渗透性高于上层土的渗透性时,由于电渗作用导致地基中间土层在固结初期流入的水量大于流出的水量,造成超静孔隙水压力在固结初期上升及有效应力在固结初期下降的现象;降低下层土的压缩性能够提高双层地基的沉降速率和超静孔隙水压力消散速率;与单纯电渗固结相比,电渗联合堆载作用不仅能提高地基沉降速率,还能提高固结后的地基强度,更有利于减小工后沉降和加快地基处理速率。     

沿海滩涂回填区地基真空预压加固的原观资料分析

结合浙江某码头陆域地基加固工程现场试验研究,基于非理想井固结理论,由实测沉降曲线和孔隙水压力消散曲线推算得到径向固结系数,两者所得结果均大于室内试验的结果.通过对分层沉降和侧向位移监测数据分析可知,真空预压有效加固深度不超过15~20 m.孔隙水压力监测结果表明,真空预压后期停开部分真空泵,即使可以维持膜下真空度的设计要求,但会明显降低了土体的固结速度.十字板剪切实验结果表明,预压后土体的抗剪强度有明显的提高.