两种塑料排水板滤膜淤堵特性试验研究

在水力梯度逐级递增的条件下,采用饱和软黏土进行了两种不同塑料排水板（PVD）滤膜（外包土工织物）梯度比试验,探讨两种PVD滤膜的淤堵特性,并结合真空预压软基加固的实际工况进行分析。试验结果显示,随着水力梯度的递增,一种表观孔径大的新工艺PVD滤膜的梯度比呈现先上升后下降的总趋势,并最终趋于稳定,常规PVD滤膜的梯度比总体呈上升趋势,无法趋于稳定。研究表明,不同水力梯度对滤膜淤堵有着较大影响,新工艺PVD滤膜在真空预压实际工况（水力梯度较高）下的防淤堵效果优于常规PVD滤膜。PVD滤膜的淤堵问题与滤膜制作工艺、孔径和软黏土性质有关,其淤堵机制仍需进一步的研究。     

塑料排水板&强夯法在软土地基处理中应用研究

塑料排水板&强夯法是近年来发展起来的一种新的地基处理方法,该方法集塑料排水板的排水通道作用与强夯的动力固结作用于一体,在大幅度提高软土地基渗透能力的同时,使软土发生快速的动-静排水固结,从而提高地基承载力,减小地基沉降量。同时由于软土地基排水通道的形成和渗透能力的改善,显著提高了强夯地基处理的深度。本文通过某工程地基处理中塑料排水板&强夯法在两个试验区域的实践研究,说明塑料排水板&强夯法在软土地基处理中具有很好的适用性,是适应条件宽和应用前景广的地基处理技术。     

加筋土不同计算方法之间的关系

加筋土中筋材与土的关系与钢筋混凝土中钢筋与混凝土的关系类似。两者的计算方法也具有相似性。等效附加应力法根据附加节点力计算方法的不同分别对应整体式和组合式方法。钢筋混凝土中经典的整体式和组合式方法构成了等效附加应力法的理论基础。反过来,从等效附加应力的角度分析,虽然分离式、整体式、组合式3种方法的单元刚度矩阵不同,但在本质上其实是一致的,区别主要在于边界上等效附加节点力的分配有所不同。（整体式和分离式可看作是特殊的组合式。）等效附加应力法的思想揭示了3种方法内在的处理原理,并且能够用于解释3种方法计算结果异同的原因。借鉴接触面的研究成果,选择合适的应变比例系数计算方法,也能在整体式和组合式方法中考虑筋材和土的滑移情况     

九江堤防塑料排水板软基处理施工技术

塑料排水板在海堤、公路、码头、水闸等软基加固工程中应用较广,塑料排水板处理软地基,是用塑料排水板将地基中的水排除,以增加作用于土颗粒的有效应力来加速地基固结沉降,达到提高强度的目的。在九江市日元贷款城市防洪工程八里湖大堤软基处理中成功应用了塑料排水板施工技术,结合该工程实例。介绍了塑料排水板施工工艺。     

影响塑料排水板加固效果几个因素的分析

以广珠准高速铁路软土路堤试验4#断面的工程地质条件为例,对影响塑料排水板加固效果的几个主要因素即塑料排水板间距、处理深度、井阻与涂抹作用进行了探讨.     

塑料排水板在高速公路软基处理中的效果分析

基于塑料排水板排水固结机理,利用编制的程序结合实例,计算了不同参数的塑料排水板在成层地基、多级等速加载情况下不同时间的固结度,对几种主要参数对固结效果的影响进行了分析,并对相应参数的取值问题提出了优化意见.     

基坑多级支护破坏模式研究

基坑多级支护结构随着两级支护间距离B的增加可以分为3种主要的破坏模式,即整体式、关联式和分离式。采用抗剪强度折减法对多级支护达到分离式破坏模式的条件进行了研究,分析了土体强度及第一级支护结构长度L_1和第二级支护结构长度L_2三个主要参数对分离式破坏临界宽度B_(分离)的影响,为了反映土体强度的影响,引入了"独立安全系数比R_(fos)"(即两级间距离无限远时各自安全系数的比值)。计算结果表明,B_(分离)随着R_(fos)的增加而减小,当R_(fos)较小时多级支护结构的破坏模式只存在整体式和分离式,B_(分离)可以根据基于极限分析上限理论的简化算法求得,当R_(fos)超过一定数值B_(分离)达到下限分离式破坏临界宽度,下限分离式破坏临界宽度与两级支护中稳定安全系数较低一级的破坏面宽度一致;B_(分离)随着L1的增加而近似线性增加,B_(分离)随L_2的变化分为两部分,当R_(fos)较小时B_(分离)随L_2的增加而增加,当R_(fos)较大时B_(分离)随L_2的增加而减小。     

打桩引起的基坑开挖问题及处理

通过某电厂桩基处理工程实例,介绍了打桩引起的预制桩偏位及开挖问题。在不加外荷载情况下,采用塑料排水板方法消散打桩引起的超静孔隙水压力的处理措施,解决了高孔隙水压力下主厂房的开挖问题。分析了塑料排水板消散孔隙水压力的影响因素。观测结果及工程实践表明,塑料排水板处理桩基工程快速经济,可不需加载,但处理效果与水平排水系统有关。     

草炭土路基处理方法研究

为选择合适的草炭土路基处理方法，通过理论分析，对工程实例中遇到的草炭土路基，拟定塑料排水板法和砂桩挤密法处理措施，并对两种方法的处理效果进行了对比。研究结果表明砂桩挤密法无论是从提高固结度，加快草炭土路基固结，还是减小工后沉降，保证路基运营稳定方面都要优于塑料排水板法。砂桩挤密法更适用于草炭土路基处理。     

不同排水板真空预压软土加固对比试验研究

针对目前排水板真空预压加固过程中出现的加固效果不良的问题,现有研究大多针对真空预压加载方式,而对于新出现的不同结构类型的排水板缺乏理论及试验研究。采用3种不同排水板进行真空预压模型试验,对比了不同排水板在真空预压过程中的加固规律及效果。试验结果显示,双面连通排水板和秸秆排水板加固后的土体含水率相较于普通排水板分别降低了9%和5%,且十字板剪切强度平均提高了1.7 kPa 和1 kPa。说明双面连通排水板具有更好的防淤堵特性,且新型秸秆排水板在具有环保特点的同时,能够比普通塑料排水板取得更好的加固效果,为解决真空预压加固效果欠佳的问题提供了新的解决思路。     

竖井地基的大应变固结分析

简单介绍了真空-堆载联合预压下饱和软土竖井地基大变形固结沉降模型（VRCS1模型）,该模型能考虑大应变、材料非线性、非达西流、真空折损和竖井未打穿等因素。使用该模型对澳大利亚巴利纳支路某现场沉降进行预测,结果与现场实测数据吻合良好。基于该工程案例,讨论了分级堆载、循环荷载、真空联合堆载、上边界为等应力/等应变条件以及排水板打入深度等因素对竖井地基固结过程的影响规律。计算结果表明：分级堆载可降低土体超静孔压峰值进而改善土体稳定性;循环荷载使土体固结过程发生震荡,且土体沉降峰值迟于超静孔压峰值和荷载峰值出现;真空荷载和堆载作用机制有本质区别,真空荷载不可简单以堆载替代;上边界等应变条件下的固结速率一般快于等应力条件,工程真实条件一般介于两者之间;排水板打入深度超过0.9倍土层厚度时,再加大打入深度加速固结效果不明显。     

考虑温度耦合效应的竖井地基固结有限元分析

针对塑料排水板(PVD)安装热源能提升PVD性能、加速竖井地基固结这一工程现象,基于热-水-应力 (T-H-M) 三场全耦合的有限元方法来模拟利用热源进行地基处理新技术(PVTD)。首先,以微分形式与等效弱形式分别给出T-H-M耦合控制方程,并推导出其有限元方程组。然后在多场耦合有限元软件中建立饱和土的T-H-M全耦合模型,并通过与已有解析解比较,验证了模型正确性。最后,对一个经典有涂抹区的竖井地基算例,分不耦合温度(UT)、耦合温度但不考虑其对饱和土物性影响(CT)、耦合温度考虑温度对饱和土渗透性影响(CTP) 3种情况进行固结计算分析。研究结果表明,相对于无热源竖井地基,CT情况下由于热源产生的附加孔隙水压力,固结速度略有下降;CTP情况下,由于热源有效改善涂抹区的渗透性能,竖井地基固结速率明显加快。上述研究结论从理论上较好地阐明了PVTD的作用机制。     

循环荷载作用下竖向排水板加固软黏土的孔隙水压力累积特性研究

采用大型动三轴试验仪进行重塑高岭土试样的循环三轴试验,试样直径为300 mm,高度为600 mm。圆柱体试样中心放置了一块竖向排水板,在循环加载试验进行时和结束后都可进行径向排水。试验结果验证了径向排水可以有效地消散循环荷载引起的孔隙水压力。通过结合径向固结理论与不排水循环加载土体模型,提出了一个循环荷载作用下径向固结模型,用来描述在允许径向排水的情况下软黏土在循环荷载作用下的孔压累积特性。模型中考虑了应力历史和孔隙水压力消散对孔隙水压力生成的影响,并用大型循环三轴试验结果进行验证。研究发现,当施加较大循环荷载时,径向排水减缓了孔隙水压力累积到临界值的速率,因而土体在破坏前可以经历更多次的循环荷载;当施加中等循环荷载时,径向排水可有效阻止孔隙水压力增长至临界值。除此之外,还研究了加载间歇期对孔压累积特性的影响,结果显示3组循环加载结束后,累积孔隙水压力开始减小,表明之后更多的循环加载并不会引起孔隙水压力的累积增长。     

考虑影响区真实形状的竖向排水井地基固结解

针对现有竖向排水井地基固结解析理论对影响区一律采用圆形等效假定的缺陷,研究了影响区真实形状为正六边形的按梅花形布置的竖向排水井地基的固结问题。通过建立新固结方程和引入新的边界条件,并考虑土体水平渗透系数变化,得到了相应的解析解。对于土体水平渗透系数的3种变化模式,分别给出了各种模式下的特殊解。在此基础上,分析了3种模式下3个主要的无量纲参数对地基固结性状的影响,并比较了计算结果和现有理论结果。分析结果表明,影响区和涂抹扰动区范围越大,固结越慢;土体的最大与最小水平渗透系数之比越小,固结越快;在相同条件下,考虑扰动区渗透系数线性变化的模式2固结最快,而假定扰动区渗透系数不变的模式1的解与现有理论解相当接近,验证了现有竖向排水井地基固结解析理论中对影响区采用圆形等效假定的合理性     

任意形状工作面沉陷预测的概率积分法及其应用

概率积分法是煤矿开采沉陷预测的重要方法,可适用于缓倾斜、倾斜煤层开采地表移动分布曲线符合正态分布规律的地表移动和变形计算。针对原方法对任意形状工作面存在的不足,在原有走向和倾向概率积分函数的基础上,以走向和倾向为基准划分积分函数区域,在该区域内剖分非结构化的三角形单元作为二重积分的基本单位;通过坐标旋转变换的二重积分换元法,转化为以直线为上、下限的二重积分,计算旋转后的影响半径,对新的二重积分采用复合辛普森数值积分公式,积分得出地表任意点在基本三角形开采单元下的积分下沉值;最后,通过叠加计算完成任意点、任意形状工作面概率积分法的沉陷预测计算。算法在GIS系统下实现,实例应用效果良好,可为“三下”采煤提供地表移动预测计算的支持。     

固结排水中排水带通水量的影响及选择

井阻作用影响地基的固结速率,排水带的通水量与井阻作用有直接关系,过小通水量的排水带在地基中产生较大的井阻,通水量较大的排水带又使生产成本提高。笔者分析了通水量对地基固结的影响,并提出根据被加固地基的性状来选择通水量的方法。建议用公式 来确定所使用排水带的容许通水量下限值。     

A new analytical model for consolidation with multiple vertical drains

Various analytical theories of consolidation for soils with vertical drains have been proposed in the past. Most conventional theories are based on a cylindrical unit cell that contains only a single vertical drain. This paper described a new analytical model where a vertical drain located at the centre (the ‘inner vertical drain’) and is surrounded by two or three vertical drains (the ‘outer vertical drains’), the number of which depends on whether the configuration is triangular or rectangular. Both types of drains are combined into a cylindrical unit cell, and the water is assumed to flow both inwards to the inner vertical drain and outwards to the outer vertical drains distributed around the circumference. The outer radial boundary of the unit cell is regarded as a permeable boundary, with a drainage capacity of two or three separate vertical drains for triangular and rectangular configurations, respectively. The smear effects and the drainage resistances for both the inner and outer vertical drains are considered in the analysis as well. In this way, the equations governing the consolidation process with multiple vertical drains are derived, and the corresponding analytical solutions are obtained for instantaneously loading, ramp loading and multi‐stage of instantaneously loading and multi‐stage of ramp loading. The present solutions are finally compared with several conventional solutions for a single vertical drain in the literature. The results show that the present model predicts the same average degree of consolidation as conventional models do, which verifies the correctness of this new model. Finally, the settlement predicted by the present solution is compared with the measured settlement from a field test at the Port of Brisbane, Australia, which shows a good agreement between them. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

塑料排水板处理地基非线性固结计算研究

针对目前国内外竖井地基非线性固结计算大多均采用近似等效法求解的不足,根据软土固结理论及数学理论推导,基于塑料排水板椭圆柱假定,推导了考虑地基土水平渗透系数、压缩模量随固结过程非线性变化影响下的排水板处理地基非线性固结控制方程,并利用数学中非线性微分方程理论,给出了非线性固结解析解。通过与Indraratna等非线性固结近似解对比分析,认为理想井下预压荷载越大（Nu越大）,则Indraratna等近似法成果误差越大;且在Cc/Ck = 1.8、Nu = 5时Indraratna等近似解与该理想井非线性固结精确解析解误差高达16%,而解析解与精确数值解基本一致。最后通过Indraratna等典型工程案例验证分析,认为所得理论更符合工程实际,具有较好的工程应用价值。     

Influence of shape characteristics of talc mineral on the column flotation behavior

Column flotation, which is a very effective process in mineral processing especially for easily floatable minerals, is one of the most important new developments to emerge in mineral processing technology in the last years. In this study, the flotation behavior of talc products having different particle shapes produced by different grinding mills (ball and rod mill) was determined by using column flotation process. Shape characteristics of the particles were investigated by the two dimensional measuring technique based on the particle projections obtained from the SEM microphotographs using a COREL Draw 10.0 program. The results showed that particles possessing higher elongation and flatness properties were recovered better during column flotation, whilst roundness and relative width had a negative effect on the flotation behavior of the talc mineral studied. Consequently, as the shape of the particles produced by the mill deviated from the ideal sphere, their floatability was increased.     

Relative permeability of CBM reservoirs: Controls on curve shape

Relative permeability to gas and water for 2-phase flow coalbed methane (CBM) reservoirs has long been known to exhibit a strong control on (gas and water) production profile characteristics. Despite its important control on both primary and enhanced recovery of CBM for coal seams that have not been fully dewatered, relative permeability in coal has received little attention in the literature in the past decade. There are few published laboratory-derived curves; these studies and their resulting data represent a small subset of the commercial CBM reservoirs and do not allow for a systematic investigation of the physical controls on relative permeability curve shape. Other methods for estimation of relative permeability curves include derivation from simulation history-matching, and production data analysis. Both of these methods will yield pseudo-relative permeability curves whose shapes could be affected by several dynamic CBM reservoir and operating characteristics.The purpose of the current work is to perform a systematic investigation of the controls on CBM relative permeability curve shape, including non-static fracture permeability and porosity, multi-layer effects and transient flow. To derive the relative permeability curves, effective permeability to gas and water are obtained from flow equations, flow rates and pressure data. Simulated cases are analyzed so that derived and input curves may be compared allowing for investigation of CBM reservoir properties on curve shape. One set of relative permeability curves that were input into the simulator were obtained from pore-scale modeling. Field cases from two basins are also examined and controls on derived relative permeability curve shape inferred. The results of this work should be useful for future CBM development and greenhouse gas sequestration studies, and it is hoped that it will spark additional research of this critical CBM flow property.