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。     

离心模型试验模拟塑料排水板处理软土地基的方法和应用

采用大型土工离心机对某工程近海软土地基上堤坝施工期及运行期进行了模拟。试验中采用停机加载法模拟分级施工加载过程, 原型中采用塑料排水板固结法处理软土地基, 模型中则根据固结过程相似的原理, 换算成等效圆截面排水体, 在模型制作中采用等效透水滤芯进行模拟。根据激光位移传感器和孔隙水压力传感器数据可以得出相应原型软土地基的沉降特性和孔隙水压力变化情况。根据试验得到的沉降曲线, 采用"经验双曲线法"推算出了地基最终沉降, 然后得出按沉降推算的分层地基平均固结度随时间的变化。对比试验模拟得到的软土地基固结度和理论计算结果, 二者基本接近, 表明塑料排水板模拟方法用于离心模型试验是可行的。      

塑料排水板处理后软土地基临界高度研究

考虑经塑料排水板处理后,路堤在填筑过程中孔压消散导致地基土强度提高所引起临界填筑高度发生变化,修正Leroueil 和Tavenas提出的临界高度计算模型,结合四川省遂-资高速公路软基变形监测数据进一步验证了计算模型的可行性。研究表明:（1）在填筑过程中,实测地表沉降曲线的拐点和沉降速率的加速点即为临界高度。实测沉降-填筑高度曲线在临界高度前后皆可看成线性变化;（2）由于固结时间t、现场取样条件的差异,修正计算所得临界高度较观测得到临界高度相差±(0.1~0.3)m,计算值总体偏高;(3)利用成对t检验法对数据进行检验,得出t＜t0.05,22=2.074,观测值与计算值差异性不显著。     

某工程塑料排水板法加固软弱地基试验研究

通过对广州美的厂房地基处理工程进行试验和研究,分析了塑料排水板法处理深厚软弱地基的工程特点,并为同类工程的设计提供了一定的依据。     

塑料排水板处理后软土地基临界高度研究

考虑经塑料排水板处理后,路堤在填筑过程中孔压消散导致地基土强度提高所引起临界填筑高度发生变化,修正Leroueil 和Tavenas提出的临界高度计算模型,结合四川省遂-资高速公路软基变形监测数据进一步验证了计算模型的可行性。研究表明:（1）在填筑过程中,实测地表沉降曲线的拐点和沉降速率的加速点即为临界高度。实测沉降-填筑高度曲线在临界高度前后皆可看成线性变化;（2）由于固结时间t、现场取样条件的差异,修正计算所得临界高度较观测得到临界高度相差±(0.1~0.3)m,计算值总体偏高;(3)利用成对t检验法对数据进行检验,得出t＜t0.05,22=2.074,观测值与计算值差异性不显著。     

线性加载下含砂垫层地基固结分析

针对含水平排水砂垫层地基的固结问题,建立了线性加载下夹砂垫层地基的二维固结模型,并通过边界转换法、积分变换法给出了相应的半解析解。在通过对解答的退化以及数值法验证半解析解正确性的基础上,分析了砂垫层与地基土的几何及物理参数对地基固结的影响。研究表明:对于地基土,地基固结速率随土体水平渗透系数增大而提高,随地基宽度的增大而降低;对于砂垫层,固结速率随砂垫层厚度、水平渗透系数的增大而提高;对于外荷载,加荷速率越快,孔压达到峰值所需时间也越短,地基固结速率亦随之提高。此外,以地基顶面砂垫层为例,综合考虑砂垫层的渗透系数与厚度对砂垫层透水性的影响,当组合参数h_Tk_Th/lk_v≥200时(h_T、k_Th、 l、k_v分别为砂垫层厚度、水平渗透系数、土体宽度和竖向渗透系数),砂垫层近似为完全排水边界。     

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。     

堆载预压下软土地基固结研究

对塑料排水板堆载预压法作用下的软土地基,采用竖向平均固结度计算公式对分级加载的软土地基的不同时刻的固结度进行推算和预测,并利用实测数据对其检验对比,分析地基土的固结程度,预测地基土达到稳定要求的时间。     

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.     

竖井地基热排水固结理论初探

为了加速软土地基固结排水过程,在传统竖井排水固结法的竖井中增设U型导热管,对U型导热管内的水进行预加热,并使其在管内循环,实现管-土之间热传递,以改善土的渗透性状。针对这一新的软基处理技术,本文首先通过研究渗流固结过程中的温度影响因子,建立了渗透系数与温度之间的关系。其次,基于理想竖井地基固结理论,建立基于温度修正的理想竖井地基固结度解析解。最后,分析了温度因素对理想竖井地基固结度及固结时间的影响规律。结果表明:同一时间因素下,温度越高,理想竖井地基的固结度越高,且温差越大,固结度差值越大;温度较高时到达某一固结度所需时间比温度较低时到达同一固结度所需时间少。在固结度较小时,温度因素对固结时间的影响并不显著;而固结度较大时,则固结时间差别较为显著。     

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.     

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。     

任意附加应力下竖井径竖向耦合固结等应变解

竖向排水体包括砂井和塑料排水板已广泛应用于加速软黏土地基的固结。不同形式的轴对称条件下含竖向排水体均质各向同性地基的固结解析解答也相继被提出,而各种解答均假定地基中附加应力在竖向排水体的深度范围内是均匀分布的。显然,当竖向排水体深度与地面堆载区宽度的比值相对较高,或竖向排水体的影响区域靠近地面堆载区的边缘时,这个假定并不适用。为此,在现有径竖向耦合固结等应变解的基础上,提出任意分布的地基附加应力条件下的解答,并分析附加应力分布形式和线性加载速率对地基固结的影响。结果表明,均匀分布的附加应力条件下的解答低估了地基的固结速率,而瞬时加载条件下的解答则高估了地基的固结速率。     

考虑加载过程及桩体固结变形的碎石桩复合地基固结解析解

为了完善碎石桩复合地基固结理论,通过假设从桩体排出的水量等于流入桩体的水量与桩体体积变化之和以及地基扰动区土体水平渗透系数呈线性变化,并考虑上部荷载逐渐施加,推导了考虑桩体体积变化的碎石桩复合地基超静孔压及固结度解析解。当加载时间趋于零时,本文解可退化为瞬时加载情况下的解;当加载时间及桩径同时趋于零时,本文解可进一步退化为Terzaghi一维固结解,这证明了本文解的正确性。通过与已有解的比较,对地基固结性状进行了分析。结果表明,加载过程对地基固结度影响显著,加载历时越长,固结越慢;在各种条件下,不考虑桩体固结变形时地基固结始终比考虑桩体变形时快,并且其影响随着加载历时变小、桩径比变小、桩土模量比变小、桩土渗透系数变小而逐渐增大,这说明在实际工程固结计算中不考虑桩体固结变形是偏于不安全的。     

考虑复杂荷载及井阻非线性时竖井地基固结解析解研究

根据浙江沿海地区滩涂围垦中的淤泥基础海堤工程设计经验,认为软土工程中竖井地基固结计算需考虑井阻随时间的影响,基于竖井渗透系数随时间指数衰减关系假定,利用竖井地基径向固结理论和等应变假设,并考虑多级线性加载及循环荷载等复杂荷载作用,重新推导了考虑井阻非线性影响下竖井地基固结解析解,通过与TANG X W等(2000)、Zhu G等（2004）恒定井阻地基固结理论的对比,验证了本文理论的正确性。根据本文理论,通过对比分析,认为线性加载时间越长,竖井地基前期固结速率越慢,与骤加恒载工况差异越显著。在循环荷载作用下,地基固结速率一般介于荷载最大值和荷载最小值的恒载情况之间;且固结度随外荷载的波动而相应地滞后性震荡,竖井渗透系数衰减越快,其震荡越明显,最终趋向于稳定震荡。     

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。     

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。     

分级连续加载条件下原状膨胀土固结变形研究

由固结系数Cv与有效应力 和孔隙比的关系,推导了考虑固结系数变化的分级连续加载固结控制方程。根据方程的解析解得到了分级连续加载的沉降计算公式。结合云桂高速铁路建设,以高路堤分段堆载方式为研究依据,在GDS三轴试验系统开展原状膨胀土分级连续加载K0固结试验。结果表明：沉降与时间关系在加载期呈折线式发展,稳载期呈双曲线变化;膨胀土的应力-应变关系呈阶梯式变化;当 ≤ 时,固结系数随有效应力呈先增大而后减小,当 ＞ 时,固结系数随有效应力呈波动持续减小。固结度理论计算值与试验结果相比,考虑固结系数变化的固结度计算比固结系数为定值更准确。分级连续加载沉降计算公式可作为分析高速铁路路基沉降-时间关系的参考方法。     

比奥固结理论在堆载预压加固工程场地中运用

运用平面应变比奥固结有限单元法，对南京某钢铁厂江边原料厂采用堆载预压结合塑料排水板处理的软土地基进行了计算，得到了较为理想的效果。计算中将塑料排水板合理地简化成等效砂墙，理论计算结果与实测结果吻合较好。验证了计算方法是合理可行的。     

变荷载下考虑井阻随时空变化的竖井地基固结解

竖井排水固结法中井阻随时空演变（即由淤堵和弯折所引起的竖井排水能力下降）的现象已引起广泛关注,且变井阻对竖井地基固结速率的影响不容忽略。但目前能同时考虑变荷载及井阻随时间和空间变化的固结解析解还鲜有报道。考虑井阻随时空演变过程,引入实际中广泛采用的单级或多级加载模式,建立了竖井地基固结模型,并应用分离变量法获得固结模型的解析解答。通过与已有的解析解、有限差分解及工程实测值进行对比分析,充分验证了该模型的正确性。通过大量的计算,分析变井阻参数对竖井地基固结性状的影响。结果表明：竖井地基固结速率随竖井最终排水能力的增大而加快,随深度井阻参数及时间井阻参数的增大而减缓,且时间井阻参数的影响更为显著。