文档介绍：真空一堆载联合预压的影响因素研究及数值分析
摘要
本文主要是利用实际工程中观测得到的数据,研究真空联合堆载预压条件
下土体的变形规律,同时采用有限元方法对真空一堆载联合预压的影响因素进行
了一定的研究。
首先总结了真空一堆载联合预压现场试验监测成果、室内试验成果以及现
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
联合堆载预压对软粘土地基的处理能取得很好的加固效果。
在此基础上,以固结理论为基础,采用大型通用有限元程序进
行实际工程的模拟计算及分析,同时对真空度、排水板打设深度、排水板打设间
距、固结系数等因素对真空联合堆载的变形影响进行了研究。
本文通过现场试验观测和数值分析,对真空一堆载联合预压的加固效果以
及变形影响因素进行了一定的探讨,所得到的结论对真空一堆载联合预压在软土
地区的设计和工程应用有一定的帮助。
关键词真空预压真空一堆载联合预压固结理论有限元真空
度沉降侧向变形
丁
浙江大学硕十学位论文段冰年月
第一章绪论
引言
随着我国改革开放的不断深入和国民经济的迅速发展,几年来我国高等级
公路发展迅速。到年底,我国高速公路总里程己达公里,创造了高
速公路发展的奇迹。但我国已有及在建的高速公路主要集中于东南沿海一带,而
我国沿海除山东部分地段外,大部分的海岸线为淤泥质海岸,多为河相、海相或
泻湖相沉积层,在地质上属第四纪全新纪土层,多属于饱和的正常压密粘土。
土的类别多为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质亚粘土,在南方少数地区还有淤泥质粉
砂层。这类软土具有强度低、含水量大、渗透性差、高压缩性等特点。在这种软
土地区建设高等级公路,路基将由于固结变形会产生很大的沉降和不均匀沉降,
而且沉降延续的时间很长。为解决这些问题,公路建设者和投资者尝试和使用了
多种软基处理方法,这些方法可以分为两类龚晓南,土质改良法与复
合地基法,前者包括排水固结法、强夯法及其他方法后者包括水泥土桩复合地
基、碎石桩复合地基、低强度桩复合地基与加筋土复合地基等
在高速公路的软土路基处理中,真空一堆载联合预压法是属于土质改良法
中的一种较好的地基处理方法。该方法具有真空预压和堆载预压的双重效果,但
又不完全等同于二者的简单叠加。通过抽真空形成负压,当真空度达以上,
相当于一次性施加的填土荷载。由于抽真空产生负压,使土体产生向内的收
缩变形,可以抵消因堆载产生的向外的侧向挤出变形,地基不会因填土速率过快
而出现稳定性的问题,同时该方法可以将填筑的路堤作为堆载加以利用,不仅具
有很好的加固效果,而且经济效益很明显。
真空预压法加固地基的模型最早由瑞典皇家地质学院杰尔曼
教授于年提出年美国费城国际机场跑道扩建工程首次采用真空预压
法与深井降水联合加固获得成功,随后日本、芬兰、法国、苏联、瑞典等国家都
有该工法的报道,但由于当时抽真空泵的效率、密封技术、气水分离问题等关键
因素的制约,效果没有预期的显著,在很长一段时间内没有得到广泛的应用。我
国在年代末和年代初开始对这一方法进行研究,但未能达到工程应用阶段。
第一章绪论
直到年交通部一航局科研所在塘沽新港进行了几次现场试验,解决了一些施
工工艺后才在工程应用方面获得成功,成功地在天津新港地区加固软基万平
方米,并于年月通过了国家技术鉴定。目前我国真空预压法的工艺技术在
真空度和大面积加固方面处于,由于该方法在处理软土,特别是超
软土时,不会因土体的侧向挤出变形而破坏,同时施工期较短和对环境污染小,
故而得到了广泛的应用。
从施工的角度而言,真空预压技术已相对成熟,但真空预压的理论研究却
远远落后于工程实践的需要。不少理论问题至今仍未能得到解决,如真空预压法
的加固深度及影响范围、真空预压区地下水位的变化情况及影响等。因此对真空
预压及真空一堆载联合预压法进行深入研究具有很大的理论价值,而且经济效益
和社会效益十分明显。
研究应用现状
真空一堆载联合预压法简介
真空预压法处理地基,首先在原地基表面铺垫左右厚的砂垫层,作为
水平排水体,再在土体中打入袋装砂井或塑料排水板,作为竖直排水体。将不透
气的薄膜铺设在需要加固的软土地基表面的砂垫层上,薄膜四周埋入土中,借埋
设于砂垫层中的管道,将薄膜下土体间的空气抽出,使其形成相对负压,由于砂
井渗透性较大,该负压能够传递到砂井或塑料排水板中,从而在砂井或塑料排水
板和周围土体之间形成孔压差,使土体中的孔隙水流入砂井或塑料排水板中并被
排出,以达到固结。其示意图如图所示。真空预压系统由抽真空系统和排水
排气系统两部分组成。根据目前的工程经验,膜上下压差可维持在
即左右。一般可