间歇性真空预压加固软土地基的机理分析.pdf

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1、第5O卷第2期甘肃水利水电技术V01．50．No．22014年2月GANSUWATERRESOURCESANDHYDROPOWERTECHN0LOGYFeb．，2014·设计与研究·间歇性真空预压加固软土地基的机理分析王攀铭，杨俊杰(浙江工业大学建筑工程学院，浙江杭州310014)摘要：从软黏土压缩释水的角度考虑固结。Ⅲ认为软黏土的真空预压固结是一个将土体中的自由水排出的过程。用软黏土排水固结原理及对实验现象的分析，解释了间歇性抽真空对于真空预压加固软土地基的影响机理，间歇性真空预压方法可将土体的自重固结过程与土体中排水通道重建过程相结合，有利于提高软土加固效率。

2、关键词：固结；排水；淤泥软土；间歇性抽真空中图分类号：TU472．3+3文献标志码：A文章编号：2095—0144(2014)02—0014—031引言论成立，可以减少持续抽真空的时间，至少可以减少随着我国沿海地区经济建设的快速发展及建设真空预压过程的能源消耗。规模的不断扩大。建设用地也越来越紧张。因此围海造地成为解决沿海地区因城市建设和拓展造成土地紧张问题的主要途径，大量新技术、新成果应用于围海造地工程中。其中真空预压法由于其效果显著．更加环保而得到了广泛的应用。现有的真空预压法存在着两个问题：一个是软土抽真空后回软的问题。一个是加固的效率不是很高。关于回软问题

3、。现有的解决办法也只有增加抽真空时间及土体上部的堆时间厂h载荷载，从而加大的加固土体的密实度，来达到降低图1间歇性真空预压试验的沉降曲线了加固土体的回软率的目的。加固效率不高主要是因为加固过程中在排水板表面集结的软土挡住了水另一个值得关注的实验现象是，在实验结束后有效的排出，而目前解决这一问题的方法最有效的土体挖出过程中，发现土体中间层或者底层不时可也只有加长抽真空时间，这样又存在了一个能耗大见到土体中有水涡的存在(图2)。在多次实验中均的问题了。存在这一现象，显然这不是偶然现象，它能否启示我2实验结果的启示们对真空预压机理产生新的认识?室内吹填土真空预压试验所用

4、土取自宁波沿海淤泥黏土，并在试验土体顶端设置位移计，实时观测土体的沉降，实验土体的沉降曲线见图1。图中在80h以前为持续性抽真空，80h以后沉降总量明显上升的3段均为期间机器故障中途停机检修而造成的。从图中可以发现了在机器检修后重新抽真空后土体的总沉降量又马上回到了原曲线的趋势路线上，这与持续抽真空的曲线几乎是相同的。这可以图2实验现场水涡照片说明，这3次的停止抽真空与持续性抽真空在相同的时间内最后土体的总沉降量是几乎相同的。这一3间歇性真空预压条件下软黏土固结事实是否可以得到推论：间歇性抽真空是否可能得3．1软黏土的自重固结特性到与持续抽真空一样的效果，甚至更好

5、。若这一推软黏土的自重固结是指软黏土在自重的作用收稿日期：2014—02—14作者简介：王攀铭(1988一)，男，浙江富阳人，硕士研究生，主要从事真空预压加固软黏土研究。·14·第2期王攀铭，等：间歇性真空预压加固软土地基的机理分析第50卷下，土体内孔隙水在不断被排出的过程中，土体被不真空抽出去的水主要是分布于大孔隙中的重力水．断固结压缩的过程。从现有的理论上来说，太沙基其本身不引起固结。产生固结现象的原因是．地下固结理论是最常用的固结理论，然而软黏土的固结水位下降后，土体自重应力增加，使得土中细小孔隙特性并不完全符合太沙基的固结理论。太沙基固结中的水承受了超静孔

6、隙水压力。形成真空渗流场以理论是基于砂质土体更为合适且只有运用到一后，持续抽取真空，将使地下水位线1一l降至2—2，维情况下才精准。并不是很适合软黏土。Rendulic随并会继续下降，如图3所示。自真空渗流场形成后，之提出了二维、三维情况下的固结理论，但如若持续抽取真空，真空预压法进入真空稳压阶段．Terzaghi—Rendulic固结理论只是考虑了竖向的固结如图4所示，原来较大孔道形成的真空渗流场影响变形．且孑L隙水与土体本身骨架流动改变的影响，所将限制在一定范围和真空度．并使地下水位降至以也存在这一定的局限性。最后，Biot提出的固结理3—3。由于地下水位线以

7、下的土体中充满水，水容易论是较为接近目前软土的固结情况。Biot固结理补给，所以真空渗流场不可能扩散至地下水位线3—3论_7能准确反映孑L隙压力消散于土骨架变形的相互以下。换而言之，真空渗流场影响深度在地下水位关系．其土体自重方向的平衡方程为：线以上。以上形成与稳定两个阶段我们也可以把他们分为流通排水阶段与渗透排水阶段。、--GV~w一告(1／+盟出=--3’'(1)式中：—土的容重；气水渗流1G——剪切模量：l——泊松比：2——位移：LLaPlace算子，=等o。c+等o+oz；——超静水压力。地下水渗流将上式与以位移和孔隙水压力表示的土体的连续性方程联立为：图

8、3真空渗透