塑料排水板处理的软土地基的分析

首先介绍了塑料排水板(PVD)加固的软土地基固结沉降计算的分析方法.该方法中提出了塑料排水板加固地基的等效竖向渗透系数的概念与计算方法.并介绍了影响分析结果的四个参数的选取方法.通过一个工程实例介绍了路堤荷载下PVD加固地基的有限元二维分析方法.结果表明所提方法可以较好地模拟实测数据.     

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。     

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.     

塑料排水板堆载预压法加固软弱地基的应用与计算

塑料排水板堆载预压是处理软土地基的一种有效的地基处理方法，本文根据加荷过程对固结度和抗剪强度进行理论计算，并根据监测结果与理论计算结果的对比分析，找出处理该类地基地理论计算的一些经验，以便对今后类似工程提供经验和借鉴。     

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。     

青岛前湾港软土物质成分与结构及加固方案设计

青岛前湾港地基的天然强度低 ,在外荷作用下承载力不高 ,导致地基变形较大 ,且变形稳定历时过长 ,因此必须对地基进行处理以满足设计要求。在大量的现场试验、监测结果的基础上 ,通过软土地基变形机理的分析研究 ,提出了地基处理的方案———塑料排水板法。根据软土层的物理力学指标 ,对塑料排水板的长度、间距、排列方式以及施工时间进行了设计计算。推算了地基土所能达到的固结度 ,并确定了最佳方案     

分离式与整体式塑料排水板性能比较试验研究

塑料排水板是软土地基加固排水材料,根据芯板与滤膜的复合方式不同,可分为分离式和整体式两种。分别对分离式和整体式两种塑料排水板的物理性能、力学性能和水力学性能开展了一系列的试验,研究探讨了这两种排水板的性能差异。结果表明：整体式排水板与分离式排水板相比,具有整体抗拉强度高、延性好,在复杂条件下施工,滤膜与芯板不易剥离脱开、刚度大、抗侧向压曲能力强、通水能力强等特点。     

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.     

塑料排水板工法中的粘土固结系数的评价方法

塑料板排水工法广泛应用于软地基处理的工程中,在这种工法中如何评价粘土的固结系数,关系到最终沉降量的预测、工程费用的计算等重要问题.本研究用现场试验的方法,在吹填软粘土中打设了3种不同间距的塑料排水板,对分层沉降量进行了监测,并相应地用差分法对沉降量进行了数值预测.探讨了塑料排水板的间距对粘土固结系数的影响效果.     

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。     

絮凝−真空−电渗联合加固滩涂软土的模型试验研究

针对真空预压作用下排水板淤堵与排水条件受限等问题,提出絮凝−真空−电渗联合加固法。首先通过沉降柱试验确定合适的有机絮凝剂,然后采用该絮凝剂,分别在 48 h（开始介入真空预压,固结度为0 ）、60 h（排水速率明显下降,固结度为60%）及 84 h（排水速率近乎 0,固结度为 80%）时介入电渗,开展不同电渗介入时间的絮凝−真空−电渗联合加固试验。试验从排水量、十字板剪切强度、含水率与孔压等对比分析联合加固的有效性,确定其最佳电渗介入时间。试验结果表明：当固结度为 80% 时介入电渗,絮凝−真空−电渗联合加固法能够有效地抑制排水速率减小的趋势,增长有效排水时间。同时,土体的抗剪强度和承载力亦得到大幅提升,孔压消散更加均匀。此外,在阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的作用下,初始排水速率快,在一定程度上使土体的渗透性得到提升,有效地解决了排水板淤堵问题,说明絮凝−真空−电渗联合加固法具有较强的优越性。     

电渗排水固结中电极材料的对比试验

采用辽宁沿海地区淤泥质软土对铁、铜、铝和新型复合电极等不同电极材料进行室内电渗排水固结试验,从有效电势、电流、排水量与排水速率、能耗、电渗后土体含水率和承载力等对电渗效果进行分析。新型复合电极材料是由碳纤维、塑料排水板与铁片组成,其充分利用各种材料的优点,既解决了铁与碳纤维直接相连通电后易断的问题,又解决了电极腐蚀严重的问题。多组试验结果表明：新型复合电极材料的电渗排水固结使土体的加固强度提升较高,且相对均匀,加固强度达到160 kPa以上的土体面积占加固总面积的75%,说明新型复合电极材料的优越性。金属电极的腐蚀较为严重,且主要发生在阳极。根据电渗后阳极的腐蚀比,新型复合电极的腐蚀量明显低于金属电极,且新型复合电极可提高加固效果,节约电极材料成本。     

Poroelastic-plastic consolidation — analytical solution

Consolidation of a poroelastic material that yields according to Drucker–Prager or Mohr–Coulomb criteria leads to a Stefan problem for time-dependent pore fluid pressure. The solution to the Stefan problem for a column of infinite depth is known and is adapted to poroelastic/plastic consolidation of a weightless material under a uniform surface load applied instantaneously and subsequently maintained constant. In this approach, the plastic potential and yield criterion need not be the same. If yielding occurs concurrently with application of load, then collapse is instantaneous. Otherwise, yielding may occur during the consolidation period. If so, then the elastic–plastic zone first appears at the surface and subsequently moves down the column. Depth to the elastic–plastic boundary is given by the simple expression Z = 2β√t where β is a constant determined from continuity conditions at the elastic–plastic boundary. Time-dependent surface displacement that occurs during consolidation is directly proportional to Z. There is little difference between elastic–plastic and purely elastic results in a numerical example because there is little difference in the respective consolidation coefficients. Elastic–plastic finite element results obtained from a column of finite depth are in close agreement with analytical results as long as the pore pressure at the bottom of the column does not change significantly from the value induced by application of the surface load. The analytical solution provides for: (1) efficient evaluation of material properties effects on consolidation, including strength and fluid compressibility, and (2) an accurate way of validating poroelastic/plastic computer codes that are based on Drucker–Prager and Mohr–Coulomb criteria. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

孔隙变化对吹填土地基真空预压固结的影响

吹填地基真空加固过程中,吹填土由液体泥浆变为固态土体,其孔隙降低非常大。由于土体的渗透性和压缩性是孔隙比的函数,因此,吹填土在固结过程中固结系数变化很大,而现行设计方法中固结系数取为常数,这导致预测结果和实际结果差异较大。为考虑固结过程中孔隙变化对固结过程的影响,推导了真空荷载作用下土体固结系数与有效应力的关系,并将该关系应用于巴隆固结理论,从而建立吹填土地基真空固结分析模型。通过室内模型试验,验证了该模型的合理性。计算结果表明,考虑孔隙变化的影响时,吹填土地基前期固结速度快,而在后期逐渐变慢。由于排水面附近土体渗透系数迅速降低,阻碍了周围土体中孔隙水向排水面排出,因此,与现行固结设计方法计算结果相比,吹填土地基后期固结速度慢,总体固结时间长。     

土工织物与塑料排水板联合处理软基的效果分析

基于平面应变条件下的Biot固结理论,采用非线性有限元方法对土工织物加筋与塑料板排水联合使用处理软土路基的效果和机制进行了探讨。对比计算表明：在相同固结时间内加设排水板后路堤的竖向沉降大于无排水板情况下的相应值,路堤坡趾处的隆起变小,路堤的侧向位移也变小。塑料排水板极大地缩短了孔压的消散时间,加快了软土的固结进程,使软土地基的承载力得到较快的提高,从而提高了路堤的稳定性。加设排水板后筋材所分担的抗拉力也比无排水板情况下的抗拉力低。为了更好地发挥土工织物的加固效果,土工织物应尽量布置在高应力区域。加设排水板可以缩短路堤各固结阶段的静置时间而达到优化设计。     

车辆荷载作用下软土地基塑性变形的计算

对于低路堤公路,合理地预测车辆荷载引起的地基塑性累积变形对于低路堤公路的设计有着重要的意义。从机制上讲,可将地基的塑性应变分为塑性体积应变和塑性剪切应变。其中对于塑性体积应变,提出采用不排水条件下的残余孔压模型与一维固结理论相耦合进行计算;对于塑性剪切应变,考虑了塑性体积应变引起的土体硬化,提出了修正的塑性剪切应变计算模型。然后基于所提模型,对萧山黏土的不排水与排水条件下的动三轴试验进行模拟,初步验证了所提模型的有效性。对于实际工程问题,首先运用数值的方法求得车辆荷载在地基中引起的附加应力,然后运用所提模型计算各土层的塑性应变,再结合分层总和的方法求得地基的累积塑性变形。以日本佐贺机场1号测点为例,说明了模型在工程边值问题中的有效性。     

Numerical analysis of seepage–deformation in unsaturated soils

A coupled elastic–plastic finite element analysis based on simplified consolidation theory for unsaturated soils is used to investigate the coupling processes of water infiltration and deformation. By introducing a reduced suction and an elastic–plastic constitutive equation for the soil skeleton, the simplified consolidation theory for unsaturated soils is incorporated into an in-house finite element code. Using the proposed numerical method, the generation of pore water pressure and development of deformation can be simulated under evaporation or rainfall infiltration conditions. Through a parametric study and comparison with the test results, the proposed method is found to describe well the characteristics during water evaporation/infiltration into unsaturated soils. Finally, an unsaturated soil slope with water infiltration is analyzed in detail to investigate the development of the displacement and generation of pore water pressure.     

基于广义热力学的超固结土本构模型

基于广义热力学基本理论,通过考虑塑性剪切变形产生的能量一部分以塑性自由能的形式储存,并且该部分自由能与超固结度相关,结合修正剑桥模型的热力学函数形式建立了适用于超固结土的自由能函数和耗散函数。该耗散函数与当前应力状态无关,相关联流动法则仍然适用。由建立的耗散函数和自由能函数,推导了弹塑性本构关系的屈服函数、流动法则、硬化定律。通过4种不同超固结土的试验结果和计算结果进行比较,验证了模型的合理性。     

不同竖向排水体下淤泥地基冲击能传递规律模型试验研究

静动力排水固结法中,土体固结效果与排水体间距有很大关系。为研究高能量冲击下不同排水体间距设置对软土能量传递规律影响,利用多向高能高速电磁力冲击智能控制试验系统,在模型箱中设置多组不同排水体系,对淤泥土进行静动力排水固结模型试验（1:30相似比）,获得了高能量多遍冲击作用下不同排水体系中能量传递规律:（1）冲击荷载作用下,非插板（无人工排水体）区产生的孔压难以消散、附加应力难以沿埋深方向往下传递,而插板区则可,但其传递需要经历一定夯击遍数;插板较密区比插板较疏区的孔压更易消散,其工中沉降更大;（2）插板区软土层是由上至下逐步加固的;插板越密,随着夯击遍数增加,能量在软基深层分布的比例越大,且深层最终能量增量占处理厚度总能量的分布比例最大,表现出主要压缩区向下移动趋势更为明显。试验表明,排水体设置是必要的;在给定条件下,插板越密,越有利于地基深部的加固。上述结果的重要工程意义在于,当施加足够遍数的夯击且设置相适应的排水体时,对于淤泥类高含水量软土地基,运用静动力排水固结法,可加固深厚淤泥地基。     

动静力排水固结法在淤泥质地基处理工程中的应用

以广州南沙泰山石化仓储区1期淤泥质地基处理工程为背景,介绍了采用动静力排水固结法处理促淤饱和软黏土地基的基本思想和工艺。该工程施工与现场实时监测相结合,利用孔隙水压力、土体分层沉降和载荷试验等检测指标对加固效果进行了监测和检测。工程实践表明,采取动力即低能量“少击多遍”的强夯施工工艺,辅以填土预压和设置竖向塑料排水板的静力方法来加固淤泥质地基,其效果明显,促淤地基的物理力学性能和抗变形性能显著提高,整体加固效果很好,工后各项指标完全达到或超过预期值。