砂井地基的大变形固结

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1、第33卷第2期岩土工程学报Vol.33No.22011年.2月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringFeb.2011砂井地基的大变形固结1112江辉煌，赵有明，刘国楠，赵维炳(1.中国铁道科学研究院，北京100081；2.南京水利科学研究院，江苏南京210029)摘要：基于一维大变形固结理论，考虑饱和黏土的压缩性和渗透性的非线性变化，取消了小应变的限制条件，在流动柱体坐标系下，推导建立了以孔隙比为变量的砂井地基大变形固结控制方程。采用交替隐式差分法编程求解了砂井

2、地基大变形固结方程，通过工程实例分析，验证了控制方程及差分求解程序JEFD02的合理性和适用性。本文将大变形固结理论引入砂井处理超软地基的固结计算，对该类地基的固结预测估算方法进行了一次有意义的探索。关键词：大变形固结；砂井；固结计算；超软地基中图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：1000–4548(2011)02–0302–07作者简介：江辉煌(1972–)，博士，副研究员，主要从事填海软基处理方面的研究。E-mail:XBTD1@163.com。Largestrainconsolidatio

3、nofsoftgroundwithverticaldrains1112JIANGHui-huang,ZHAOYou-ming,LIUGuo-nan,ZHAOWei-bing(1.ChinaAcademyofRailwaySciences,Beijing100081,China;2.NanjingHydraulicResearchInstitute,Nanjing210029,China)Abstract:Basedonthelargestraintheoryofone-dimensionalconso

4、lidation,consideringthenonlinearvariationofthecompressibilityandpermeabilityofsoftsoilandignoringthelimitationofsmallstrain,thegoverningequationofconsolidationonsoftgroundwithverticaldrains(SGVD)isdeveloped.Thealternatingdirectionimplicitmethodoffinited

5、ifferencemethodisadoptedtosolvethegoverningequation,andtherelevantprogramJEFD02isprepared.Fromtheanalysisofthecase,theliabilityandtheusefulnessofthesolutionareverified.ThelargestrainconsolidationtheoryisbroughtintoSGVD,andasignificantattemptontheproject

6、isprovided.Keywords:largestrainconsolidation;verticaldrain;consolidationcalculation;softground0引言论，对砂井地基在一次性加载后的固结过程，一方面，在机场、港口、码头等项目的软弱地基处理中，考虑饱和黏土的压缩性和渗透性的非线性变化，另一塑料排水板或袋装砂井应用广泛，为了简化问题，一方面，考虑砂井地基中的土体竖向和径向同时渗透排般按轴对称排水固结来分析计算塑料排水板或砂井加水的真实过程，在流动柱体坐标系下，推导

7、建立了砂[1]固地基（通常称为砂井地基）的固结沉降。Barron井地基轴对称大变形固结的控制方程，并用交替方向在Terzaghi经典固结理论基础上建立了轴对称径向固隐式差分法（简称ADI法）进行数值求解编程。结理论，并求得了径向固结的解析解答。近年来发现，对于砂井处理高含水率、大孔隙比1砂井地基大变形固结方程的建立的超软淤泥地基，采用现行的轴对称径向固结理论（如砂井地基固结变形是复杂的三维固结问题，为了[1][2][3]Barron、Hansbo或谢康和）预测时，尽管考虑了求解，先按下述基本原则进行以

8、下简化。砂井的涂抹和井阻效应，计算的固结时间与实际固结（1）同Barron理论，将有规则布置的砂井地基[4][5][6]耗时相差悬殊。Berry等、Indraratna等、周琦等、分解成无数个以砂井为排水中心、各自独立的正棱柱[7]卢萌盟等考虑了土的非线性变化，针对经典小变形土体，砂井间中心点连成的正棱柱土体的外表面构成Barron固结方程的求解进行了改进，分别采用不同的不排水外边界，正棱柱体按体积等效为圆柱体，故砂压缩关系和渗透关系直接修改径向方程的固