真空预压与堆载预压加固软基的微观效果评价

本文以某高速公路路基软土为研究对象,在地质条件相近的、不同试验路段的软基加固方法（堆载预压、真空预压、真空．堆载联合预压）前后（加固时间达到3个月）,工程单位分别进行了原位试验并采取软土样,开展了室内物理力学试验。结合工程单位所取的软土样进行了软土的微观结构试验,在试验的基础上,获得了软土在天然状态以及3种不同工况下的微结构图像,通过对图像处理得到加固前后的微结构特征参数。研究得出：在工程地质条件相近以及加固时间相同的情况下,无论是从宏观、微观结构,还是从固结过程和强度的增长上来看,3种工况的加固效果依次为：堆载预压→真空预压→真空．堆载联合预压。     

颗粒级配对真空预压法处理吹填土效果影响试验研究

采用改进的真空预压试验模型对颗粒级配对吹填土加固效果的影响进行试验研究，在相同的加载条件下进行了 7 组不同颗粒级配的试样真空预压室内模型试验，分别从土体的沉降量、排水量、物理力学试验等几个方面对不同试样的加固效果进行对比分析，简述吹填土的颗粒级配对加固效果的影响。试验结果表明，采用真空预压加固吹填土，不同的颗粒级配对沉降量、排水量和加固后物理力学性质有显著影响，是影响吹填土加固效果的主要因素。试验结果对在吹填土选择合适加固方法时有一定指导意义。     

真空预压处理机场软基的实验研究

文章在浦东机场第三跑道真空预压处理地基试验的基础上,通过分析现场监测数据,研究了真空预压作用下土体的固结特性和变形机理,对真空预压加固区内地表沉降、分层沉降,孔压、水位、等变化及加固前后土体性质变化情况进行了综合分析。总结了真空预压现场试验监测成果和现场十字板剪切试验与静力触探试验成果,通过对试验结果的分析比较,说明真空预压对机场软粘土地基的处理能取得很好的加固效果。     

真空–电渗联合加固技术的固结试验研究

针对真空预压与电渗联合加固时存在水流方向相互干扰的问题,在室内试验中开展真空预压与电渗不同联合方式对淤泥脱水效果的研究。试验结果表明:真空预压与电渗异步加固时能够获得比其他联合方式更好的加固效果,而真空预压与电渗交替加固的时间对加固效果也有显著的影响。若交替时间太短,真空预压与电渗将不能充分发挥排水作用,若交替时间太长,真空预压与电渗所提供的能量将不能被充分利用。在现场实际应用中,应根据实测排水量或排水速率的变化不断调整真空预压与电渗交替加固时间。     

吹填区软土真空预压加固效果对比测试分析

为研究真空预压加固在温州沿海吹填区软土地基的适用性与加固效果,结合温州沿海某吹填区道路工程软土地基真空预压处理实例,通过室内土工试验和现场原位测试对加固前后吹填区软土物理与力学指标进行了对比分析。结果表明:真空预压能有效加固温州吹填区软土地基,预压加固后在地表15 m深度范围内土体物理力学指标有明显提高,但加固效果沿深度基本呈线性衰减; 加固后室内土工试验指标有一定改善,含水量和孔隙比降低约10%,压缩模量提高约10%; 同时现场原位测试指标提高更为明显,现场十字板剪切强度和静力触探侧阻平均增幅分别约为45%和40%,但加固前后土体灵敏度指标变化并不大,即真空预压加固对土体的灵敏度改善不明显; 采用传统真空预压法加固温州沿海吹填区软土地基在技术可行,经济上合理,其有效处理深度可达15 m; 受温州海相软土低渗透性和高黏性的影响,在竖向排水体周围出现明显的“土柱效应”,从而使真空预压加固效果在平面上呈现一定的不均匀性。     

堆载预压与真空预压加固软土地基机理的比较分析

根据有效应力原理,从土体应力路径的角度研究了堆载预压与真空预压加固软土地基的机理。通过研究可以发现：堆载预压时土体应力状态介于K0与Kf线之间而真空预压时土体的应力状态介于p轴与K0线之间。应力路径的差别表明：为防止堆载预压引起土体破坏,必须控制加载大小和速率,而真空预压加固时不会引起土体破坏。堆载预压时土体变形表现为垂直向收缩而水平向伸长的剪切变形,真空预压时土体变形主要是收缩变形并且垂直向收缩量大于水平向收缩量。在有效大主应力相同的条件下,真空预压比堆载预压的加固效果好。     

大面积真空预压在上海地区的应用

结合已有的研究成果,对常规真空预压法在上海地区应用的特性、加固效果进行了分析,同时通过试验,研究了真空度传递和预压效果的影响,为今后应用真空预压工艺打下了良好的实践和理论基础。     

吹填淤泥在真空联合堆载预压过程中的工程性质变化特征

本文以深圳前湾A区真空联合堆载预压处理吹填淤泥的工程为例,采取室内试验和原位测试分析,详细地研究了吹填淤泥在砂垫层施工阶段、插塑料排水板后加载前阶段、联合堆载前纯真空预压阶段、真空联合堆载预压阶段的工程性质变化特征,随着施工推进,吹填淤泥的含水量和孔隙比逐渐降低,湿密度和干密度逐步增加,吹填淤泥土性质不断得到改善,强度持续增加。最后,对真空联合堆载预压达到设计卸载标准后的吹填淤泥加固效果进行了检测和分析,结果表明加固效果达到了设计要求,为吹填淤泥的处理提供了借鉴作用。     

真空预压处理填埋污泥的固结解析解

真空预压法是一种行之有效的填埋污泥原位加固方法。在考虑真空预压的时间效应条件下,基于椭圆柱等效模型推导了真空预压联合塑料排水板的固结解析解。利用实际监测数据,拟合得出了预压时间效应参数。通过对比研究,分析了传统的圆柱形等效模型与椭圆柱等效模型的差异及预压时间效应参数对固结发展的影响。进一步,将根据解析解计算出的沉降曲线与实测沉降值比较,验证了解答的合理性与实用性。表明,在考虑塑料排水板的"形状效应"时,椭圆柱体等效模型的效果最佳,且基于各周长等效模型的计算结果与椭圆柱等效模型结果较为接近;预压时间效应参数的值越大代表真空预压施加得越快,对应的土体固结发展越快。     

化学–物理复合法在海底淤泥填海造地工程中的应用

 在凯科发展研究院多年前率先提出并倡导的采用化学–物理复合法来加快淤泥等软土的固结速度和大幅度提高其固化效果的基础上,联合中交四航工程研究院最新的真空预压技术,以珠江三角洲淤泥为例对化学处理后的高含水率淤泥进行室内三维真空预压排水模型试验,并同步进行常规的真空预压试验。试验结果表明,用真空预压法来辅助化学加固后的淤泥,在沉降速率上明显大于常规真空预压的速率;在相同的固结时间内,复合法所取得的无侧限抗压强度均远远高于单一真空预压法所取得的强度;同时在用新加坡海洋淤泥进行的相关同步试验中,复合法所取得的数倍高的抗剪强度也进一步验证该方法的有效性及优越性。因此,这个化学–物理复合法对于加固淤泥等软土地基,无论在学术上还是在大面积填海造地工程实践中均有广阔的发展和应用空间。     

真空加固超软土工艺的室内模型试验研究

吹填土是由含水率在80%以上的超软土形成。随着围海造陆的发展,吹填厚度越来越厚,土体压缩性非常大,因而在实际工程中出现了很多问题。在现场真空预压检测过程中发现只有土体表面2～3 m范围内土体强度明显提高,以下部分提高较小,通过延长加固时间也无法获得较好的加固效果。通过超软土真空预压室内模型试验发现加固后由于超软土发生很大的压缩变形,使排水板一定深度范围内发生了很大的扭曲变形,甚至发生局部折断现象,导致排水板失效或效率降低,从而使土体一定范围内加固效果欠佳。在加固土体变形基本稳定后,进行了二次插板再加固的试验,结果表明土体的沉降进一步发展,含水率进一步降低,十字板强度进一步提高,且十字板强度沿深度递减幅度大为减少。通过实验提出了对超软土地基进行二次加固的工艺,可使超软吹填土产生较好的加固效果。研究成果为探索更有效的加固深厚吹填土方法提供了依据。     

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.     

底部抽真空法在围垦工程中优越性研究

 将应用于围垦工程中的底部抽真空技术同传统的上部抽真空方法进行对比试验,研究底部抽真空的优点。经过改进的仪器能够对试样施加80 kPa的真空压力,同时能够量测不同土层深度下土体的孔隙压力、沉降及体积随时间的变化情况。试验用土取自南京秦淮河,研究结论表明：底部抽真空方法对土体的加固效果优于上部抽真空方法。与上部抽真空方法相比,底部抽真空方法加固后土体含水率低10%,干密度大11%,不排水剪强度提高35%,最终沉降则增加22%。除此之外,试验结果还显示底部抽真空方法固结更快,不同深度土层加固效果差异较小,底部法还能够有效保持真空度的恒定。底部抽真空方法与上部抽真空方法的最大区别就在于：上部抽真空过程中,土体内部水位不会发生变化,因此总保持饱和状态。相反,采用底部法时,真空压力的施加使得排水板内的水位快速下降到土层底部,土体中水位也因此随时间增加而逐渐下降,土体不再被水浸没,可以由饱和态转变成为非饱和态。     

劈裂真空法加固软土地基试验研究

在分析常规真空预压法加固软土地基局限性的基础上，提出了劈裂真空法加固深厚软土地基新技术。介绍了劈裂真空法的基本原理和施工工艺。依托江苏省江海高速公路软基处理项目进行了劈裂真空法与常规真空法加固软土地基的对比试验段工程，对软基加固过程中的真空度、孔隙水压力、地表沉降、深层水平位移和地下水位等进行监测，并通过加固前后现场 CPTU 原位测试、取样和室内土工试验等方法对加固效果对比分析。试验结果表明：劈裂真空法可以提高真空荷载向深层土体的传递效率，提高深部软土的加固效果，进而提高真空预压法的有效处理深度；同时劈裂真空法还可以加速地基固结，缩短地基处理工期，有利于工后沉降的控制。试验工程表明，劈裂真空法是加固深厚软土地基的有效方法，具有很好的工程应用前景。     

薄砂层长短板结合真空预压法处理吹填淤泥土试验研究

薄砂层长短板真空预压法是快速加固新近吹填淤泥的一种新工艺。研究表明,抽真空 90 ～ 120 d 吹填淤泥土层平均压缩量可达到 30% ,呈现明显的大变形特征;平均固结度可达到 80% 以上;强度增长明显,检测表层承载力可达到 50 kPa 以上。该方法节省用砂量,便于泥面插板施工,显著改善表层排水条件,能满足浅层快速加固的建设要求。设置护膜土工布有利于水平排水和膜下真空度稳定。设置薄砂层和长短板结合的竖向排水体形式,可平衡和抑制负压作用下新近吹填淤泥土颗粒的径向流动,避免出现排水板周围淤泥抱团而导致的径向排水通道堵塞问题,保障场地加固效果的均匀性。加固后吹填淤泥的物理力学性质得到大幅度改善,与正常淤泥质软土相比,其发展趋势和轨迹是相符的,主要指标值之间的相关性规律是基本一致的。     

Improvement of silty clay by vacuum preloading incorporated with electroosmotic method

A laboratory test was performed to assess the effectiveness of vacuum preloading incorporated with electroosmotic (EOM) treatment on silty clay (combined method) for reclamation projects like new disposal ponds, where the horizontal electrode configurations beneath the soil layer were possible and the drainage pipes and the prefabricated vertical drains (PVDs) system could be easily installed in advance before the sludge dragged from sea bed or river bed was filled into the site. Three groups of tests were conducted on the silty clay from Qinhuai River in Nanjing, China. The model is able to apply vacuum pressure at the bottom of the soil layer and a direct current electric field simultaneously. It is also possible to measure the pore pressures at different depths of soil column, and the changes in settlement and volume with the elapsed time. In this study, the vacuum preloading method, vacuum preloading applied at the bottom (VAB method), was applied and the cathodes were installed beneath the soil layer. The results obtained indicate substantial reduction in water content, and increases in dry density and undrained shear strength in comparison with those obtained by the vacuum preloading only, particularly at the positions close to the anode. The combined method utilizes the vertical drainage flow created by the electroosmosis integrating the horizontal drainage flow created mostly by the vacuum pressure. The total drainage flow can be calculated as a result of the vertical drainage flow by electroosmosis only and the horizontal drainage flow by the vacuum preloading only. The way of placement of the cathode and the anode in the combined method also overcomes the disadvantage of EOM method itself, i.e. the appearance of cracks between the anode and the surrounding soil. Moreover, it is observed that the vacuum preloading plays a primary role in earlier stage in deduction of free pore water; meanwhile, the electroosmotic method is more efficient in later stage for absorbing water in the diffused double layers o     

软土真空预压处理有效性的宏微观分析

 地基处理前分析软土宏微观性质对预测真空预压法处理的有效性具有重要意义。通过室内宏微观试验,对珠海金湾地区软土矿物成分、比表面积,以及固结前后的微观结构、孔隙特征等进行分析和研究,得出土体结合水量、强度指标等影响真空预压法处理效果的关键因素。研究结果表明,珠海金湾软土黏土矿物成分含量不高,且黏胶粒占50%,比表面积较黏土矿物小;颗粒呈曲片絮凝状叠聚体,固结变形后出现团聚现象,孔隙压密,无颗粒破碎形状变化;微孔隙尺寸分布主要为400 nm＜r＜2 500 nm,固结后试样的累积进汞量大幅减小,且大孔隙变成小孔隙。说明土体的结合水量不高,含较多的自由水,且内摩擦角变化不大,而黏聚力有较大的增长,真空预压法处理效果明显。     

真空预压法在处理工业厂房地基中的应用

通过真空预压法加固地基的工程实践,介绍了其设计、施工、监测和检测的主要内容和所得到的真空预压过程的监测以及预压之后的检验结果。项目地处软土地区,地基沉降尚未稳定,属欠固结土,工程上需要解决软土地基变形问题,工程结构设计要求是通过真空预压处理地基,使得地基固结度达到90%以上。真空预压处理地基后,进行大量现场土工试验和室内试验,其数据和分析结果表明,真空预压达到了设计所要求的工程目标,在该地区值得推广应用。     

EKG电极真空–电渗处理软黏土室内试验研究

针对真空–电渗法在软基处理中存在金属电极易腐蚀,试验后期排水效率低等问题,利用自主研发的装置试验了EKG电极在电渗法、真空预压法、真空–电渗法、阴极直排式真空–电渗法下的排水效果,通过监测排水量、电流、pH值、沉降和处理后的强度等指标将上述方法进行比较,结果表明:(1)真空–电渗法处理后排水量最大,沉降更明显,土体强度更大;(2)阴极直排法在前8 h,排水量高于双侧排水真空–电渗法,土体内pH值更稳定,土体表面更均匀;阴极直排法能在一定时间内改善传统真空–电渗法在阳极真空预压与电渗相互抑制的情况,如果将阴极直排法与双侧排水真空–电渗法相结合,能够为扩大真空–电渗联合法的应用范围提供新的研究思路。     

基于Gompertz成长曲线的真空预压软土沉降规律分析

对真空预压软土沉降变化规律进行分析,发现其与社会经济预测中的Gompertz成长曲线变化规律相似。引入Gompertz成长曲线模型,采用3段估计法求解模型参数;同时,结合具体工程实例,对真空预压软土的表面累计沉降数据进行拟合和分析,并与双曲线模型和指数曲线模型进行比较。研究结果表明,Gompertz成长曲线模型拟合曲线与实测曲线吻合良好,采用该模型进行真空预压软土沉降变化规律分析是可行的,并可根据所反映出的沉降发展变化趋势,作出沉降预测,计算工后沉降及确定卸荷时间。与双曲线模型和指数曲线模型比较,Gompertz成长曲线模型适应性较好,趋势预测准确性高。最后指出应用Gompertz成长曲线模型进行分析时应注意抽真空的连续性、实测时间序列数据能等分成3组及保证实测沉降数据已进入弹塑性阶段等问题。