初始含水率对真空预压加固吹填淤泥影响试验研究

针对传统的真空预压设计和施工方式较为粗放,主要依靠经验进行,缺乏相关的工程参数的问题。设计不同吹填淤泥初始含水率进行了四组室内对比试验,通过分析孔隙水压力,排水量,沉降量,土体的含水率以及十字板剪切强度等指标的变化规律,探究真空预压处理效果与淤泥初始含水率之间的关系。试验结果表明,含水率高的吹填淤泥在靠近排水板处孔隙水压力消散更快;初始含水率越大,排水固结达到稳定的时间越长;初始含水率高的吹填淤泥在真空预压法处理后仍然具有较高的含水率,对应的土体平均强度较低;试验建立了初始含水率与加固后土体强度之间的线性拟合公式。     

淤泥土细观渗透固结实验研究

吹填淤泥粘粒含量高,细观结构的高孔隙比却表现为宏观的小渗透系数两个矛盾的组合.为了研究吹填土固结问题,对其细观结构及细观渗流本质进行试验研究.以深圳大铲湾吹填淤泥为样本进行了微观试验研究,研究指出:吹填淤泥土为明显絮状结构,孔隙率大,孔洞较多,颗粒边界强结合水水膜明显;地基处理后的淤泥大孔径孔隙明显减少,小孔隙也被堵塞,结构变得更致密;而渗透试验的结果表明其渗透系数在10-7～10-8量级,渗透系数极低,因此不能认为众多贯通孔隙即为渗流通道;通过电场作用下淤泥土的渗透系数试验发现渗透系数随着电压的变化而变化,进而验证淤泥渗透系数受结合水含量和有效孔径控制.     

低应力水平下吹填土的固结特性研究

通过室内固结试验,研究了低应力水平下吹填土的固结特性。试验结果显示出吹填土在e-σ’坐标系下存在着由超软土状态向一般软粘土状态固结转化的界点。在界点之前,不同初始含水率的吹填超软土孔隙比沿不同曲线变化;在界点之后,不同初始含水率的吹填超软土孔隙比沿土体所固有的压缩曲线变化。对比分析了吹填超软土和普通软土的固结变形量、压缩系数、固结系数的变化规律。     

吹填层厚度对疏浚淤泥沉积特性影响的试验研究*

疏浚泥向堆场内吹填的过程中，宜分层进行，吹填厚度的选择直接影响疏浚泥在堆场内的沉积。利用不同高度的沉降柱，对同一含水率的泥浆进行沉积试验，研究泥浆高度对于泥浆沉积规律的影响。结果表明，在相同初始含水率情况下，较低的泥浆高度易于使泥浆发生固结沉降，泥浆高度较高则易于发生阻碍沉降；泥浆高度对于阻碍沉降模式下沉降速率的影响较小，沉降阶段持续时间与泥浆高度呈正相关；泥浆高度越高，沉积物平均含水率越小，且随着泥浆高度的增加，沉积物平均含水率趋于稳定。在本次研究范围内，当泥浆高度达到40 cm以上，沉降速率和沉积物含水率趋于稳定，沉降模式不再发生变化，泥浆高度对沉积规律的影响较小。     

滨海淤泥质吹填土泥浆絮凝脱水试验研究

研究了天津、连云港两地高浓度淤泥质吹填土泥浆,在添加高分子量的阳离子(CPAM)、阴离子(APAM)、非离子(NPAM)聚丙烯酰胺、聚合氯化铝(PAC)及"有机、无机"混合溶剂后,真空抽滤泥饼含水率的变化过程。试验结果表明,两地吹填土泥饼含水率变化过程相似,各类絮凝剂都可以使吹填泥浆形成胶体并发生沉降,且能使吹填土泥饼含水率降低,泥水分离现象明显。PAC+CPAM组合絮凝效果最为理想,天津地区吹填土泥饼含水率由未添加絮凝剂的387.39%降低至83.06%,连云港地区吹填土泥饼含水率由未添加絮凝剂的347.17%降低至73.26%。     

新近吹填淤泥现行真空预压技术加固效果不佳原因分析

为探讨现行真空预压技术加固新近吹填淤泥地基时效果不理想的原因,首先分析新近吹填淤泥的工程特性,然后开展不同含水率下新近吹填淤泥的室内真空固结足尺单井模型试验研究。研究结果表明:1)新近吹填淤泥主要由较细颗粒物质和极细颗粒物质组成,其中黏粒含量(黏粒+胶粒)和强亲水矿物含量(伊利石+蒙脱石)均较高;孔隙特征主要以孤立孔隙和粒间孔隙为主;含水率基本在100%以上、均大于1.5倍的液限,孔隙比均大于2.5,塑性指数基本在20以上,液性指数基本大于2.0。2)新近吹填淤泥采用现行真空预压技术加固时,膜下真空度损失程度可高达20%以上;真空度从排水板向周围土体中传递时的径向损失程度严重,真空压力的径向作用范围仅局限于直径约为40 cm的土柱范围内:土柱范围内土体的无侧限抗压强度值不超过35 kPa;土体的有效加固深度和强度增长幅度均较小。这两方面是新近吹填淤泥采用现行真空预压技术进行处理时效果不理想的主要原因,因此,有必要结合新近吹填淤泥的工程特性研发出一种新型加固技术或对现行真空预压技术加以改进。     

大面积淤泥质土吹填施工工艺优化

在大面积围区内进行吹填淤泥施工时,受传统施工工艺、泥浆流程及坡比等限制,在吹填区中间易产生水塘等低洼区。为了克服传统施工工艺的质量缺陷,采用进塘管线对传统施工工艺进行优化,实现管线在吹填区内任意延伸,从而有效控制吹填区成陆后的施工平整度。     

基于Zeta电位分析的滨海淤泥质吹填土泥浆絮凝试验研究

研究了天津、连云港两地高浓度淤泥质吹填土泥浆,在添加高分子量的阳离子(CPAM)、阴离子(APAM)、非离子(NPAM)聚丙烯酰胺、聚合氯化铝(PAC)及有机、无机混合溶剂后,胶体颗粒表面Zeta电位变化过程。试验结果表明,两地吹填土电位变化过程相似,各类絮凝剂都可以使吹填泥浆形成胶体并发生沉降,且CPAM、PAC、PAC+CPAM、PAC+NPAM都能使吹填土颗粒表面Zeta电位发生正负改变,泥水分离现象明显,PAC+NPAM组合絮凝效果最为理想。Zeta电位位于0~4.927区间内时,最有利于泥浆絮凝。     

淤泥粉煤灰混合土的工程性质与混合吹填试验研究

试验研究结果表明：淤泥掺粉煤灰后其力学性质指标有了显著的改善，而且泥灰浆液混合吹填的沉积土比搅拌配制的二者混合具有更好的工程性质。根据试验结果计算得知：泥灰比≤1的混合吹填地基加固比淤泥吹填地基加固能节省80％以上的预应时间或减少80％以上的砂井数目。     

基于Gibson 大变形固结方程的软基沉降预测方法

基于Gibson大变形固结方程,结合吹填淤泥高压固结试验成果,对简化该方程的3个假定条件进行了验证,在此基础上提出了分级荷载下双层软基沉降预测的大变形固结简化方法,将其应用于围海造陆工程吹填淤泥与原状淤泥双层软基沉降过程预测,结果表明:1)常规预压荷载(≤200 kPa)下,固结压力0～25 kPa与25～200 kPa范围内,吹填淤泥的孔隙比e与有效应力及渗透系数与(1+e)分别满足线性关系,大变形固结系数近似为常数;2)大变形固结简化方法预测的双层软基沉降曲线相比于经典固结理论,更接近于实测曲线,为软基沉降预测提供了一种简易实用的方法。     

浮泥发育时双频回声测深误差及其对适航水深监测的影响

基于Odem Echotrac MKIII双频测深仪现场测深记录和同步Stema Densitune音叉密度计现场测量结果探讨了浮泥发育时双频回声测深误差及其对适航水深监测的影响。结果表明:1)初始发育阶段非典型浮泥工况下,双频测深仪的高频数字化水深有可能包含少部分上层浮泥层厚度,而低频数字化水深则可代表硬底床位置,高低频水深差明显小于浮泥层厚度;2)发育阶段典型浮泥工况下,双频测深仪的高频数字化水深代表浮泥上层位置,而低频数字化水深则可能未到达硬底床位置,高低频水深差≤浮泥层厚度;3)固结消亡阶段浮泥工况下,双频测深仪的高频数字化水深代表浮泥上层位置,而低频数字化水深则位于靠近浮泥层上边界的密度梯度突变位置,高低频水深差明显小于浮泥层厚度;4)在浮泥固结消亡阶段以及少部分充分发育阶段,简单地采用双频回声测深仪测深结果来快速确定航道适航水深会造成实际适航水深利用程度下降。     

绞吸式挖泥船产量有关问题的探讨

首先分析了疏浚工程中原位土的孔隙率对计量产量的影响,给出了原位土孔隙率与密度、密度与体积浓度的关系,结合具体算例,分析了原位土的粒径与当量排距对泥泵产量与运行状况的影响,归纳了输送典型土质的运行特性。结果表明,原位土的孔隙率与密度对计量产量影响巨大,分析与结论可定性了解泥泵运行特性,并供相关疏浚作业参考。     

淤泥质海岸环抱式港池建设期的潮流泥沙数值模拟*

利用二维数值模型,对徐圩港大环抱方案工程期间的流场和含沙量分布进行了模拟计算,研究了口门尺度和港内布置形式对口门附近水动力特征及泥沙淤积的影响.结果表明,港内水域面积与口门过水面积的比值决定了口门附近水动力条件的强弱,而水动力条件则与口门附近港池、航道的淤积强度存在一定的反比例关系.在环抱式港池的建设初期,应尽量减小港内无效水域的面积,适当放宽口门宽度,从而在改善口门水流条件的同时,降低港内的淤积强度.     

珠海电厂港区适航水深研究与应用

文章通过现场实测潮汐、潮流、含沙量、底质、水深以及浮泥密度和高低频水深等资料的对比分析,采用港池回淤泥沙流变试验和船模阻力试验等方法,对珠海电厂港池及航道的浮泥分布及适航水深重度标准值进行了分析研究。研究成果为珠海电厂港区适航水深资源的利用提供了具有实际工程应用价值的资料依据。     

耙吸式挖泥船的泥舱晃荡载荷及其效应分析

耙吸挖泥船具有泥舱长且宽、泥浆密度大等特点,存在泥浆晃荡现象。文章参照BV规范,对17 000 m3耙吸挖泥船的晃荡载荷特性以及晃荡工况与常规工况下泥舱结构的应力进行分析和对比,发现在特定情况下泥浆晃荡将使主甲板及横舱壁的最大应力增大200%左右,并使内壳及强框架等的应力增大15%~50%,从而对船体结构产生较大影响。     

淤泥质港口航道适航密度确定方法的改进

根据浮泥层中船舶航行时船体边壁带动附近浮泥作剪切流动的物理过程与浮泥在缓坡上的重力流之间的相似性,提出以船体边壁附近浮泥层流态转换条件来定义适航密度,以避免现行方法的不确定性,并提出了相应的计算方法。计算表明,适航密度与航行速度和浮泥层厚度有关。在通常航速和0.5~1.5 m浮泥层厚度条件下连云港航道的适航密度约为1.25~1.35g/cm~3。     

淤泥质港口航道适航密度确定方法的改进

根据浮泥层中船舶航行时船体边壁带动附近浮泥作剪切流动的物理过程与浮泥在缓坡上的重力流之间的相似性,提出以船体边壁附近浮泥层流态转换条件来定义适航密度,以避免现行方法的不确定性,并提出了相应的计算方法.计算表明,适航密度与航行速度和浮泥层厚度有关.在通常航速和0.5~1.5 m浮泥层厚度条件下连云港航道的适航密度约为1.25~1.35 g/cm3.     

真空预压法处理高液限黏土适用性模型试验研究

设计真空预压法处理高、低液限黏土的室内模型对比试验,研究真空预压法对某工程高液限黏土的适用性及其对高、低液限黏土两种土样的处理效果。结果表明:试验后各土样的含水率、孔隙比明显减小:密实性、强度明显提高;高液限土样的体积压缩率为47.4%,低液限土样的体积压缩率为22.9%。真空预压法适用处理本工程高液限黏土,处理效果明显。     

洋山深水港区进港外航道适航浮泥重度的确定

通过对适航浮泥重度确定原理的理解,采用测定浮泥重度和黏度的方法,对洋山深水港区进港外航道多点底质取样进行测试和分析,得出该航道适航水深临界浮泥重度值取11.66 kN/m3较为适宜的结论,为指导洋山港区适航水深资源利用、通航船舶的安全性和企业的经济效益提供了具有实际工程应用价值的资料依据。