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%。     

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。     

滨州港港区吹填土渗透固结特性试验研究

为准确确定滨州港吹填土地基处理参数,采用渗透固结和真空预压2种试验方法研究滨州港吹填土的物理性质参数与固结压力的关系,结果表明：试验后吹填土的参数仅与固结压力的大小有关,与其初始状态无关,且各参数的变化速率在压力小于50 kPa时比压力大于50 kPa时快。渗透固结试验中100 kPa压力和真空预压试验中-100 kPa压力对吹填土的压缩效果基本相同,试验后各土样物性参数基本一致;如采用真空预压对吹填土地基进行处理,在不采取堆载等其他措施的情况下,吹填土的极限含水率为44%,孔隙比为1.23,密度为1.78 g/cm3。     

真空预压下考虑渗透系数变化的吹填土地基固结分析

吹填土的含水率高达80%以上,孔隙比大。使用真空预压法加固吹填土,土体孔隙比变化很大,土体的渗透系数也随之发生很大的变化。通过室内真空模型试验获取土样在真空荷载下的固结规律和力学参数。采用修正的剑桥模型,并考虑渗透系数随孔隙比变化的非线性关系,运用比奥固结理论分析模型槽试验中土体在真空荷载下的孔压、孔隙比变化规律。其计算结果与实测值对比表明,该模型能很好地分析吹填土在真空荷载下的固结规律。计算结果显示:贴近排水板的土体在很短时间内被压密,造成吹填土地基固结缓慢。因此,若采用不考虑渗透系数变化的计算模型计算吹填土的固结度,该模型的计算值比考虑渗透系数变化模型的计算值大,与实际情况不符。故在进行吹填土地基固结计算时,考虑渗透系数变化是非常必要的。     

真空预压处理吹填土的压缩率计算方法研究

针对吹填土经真空预压处理后压缩率计算及预测难的问题,采用理论研究和模型试验的方法,推导得到了基于土的物理参数含水率、密度和土粒比重的吹填土压缩率计算公式。结合多个工程实例对真空预压处理后吹填土的含水率、密度及孔隙比与塑性指数的关系进行了统计分析,并建立了关系曲线用于吹填土真空预压处理后指标的预测,形成了由计算公式及处理后指标预测构成的吹填土压缩率计算方法。该方法的实际应用结果表明,预测压缩率与实际监测压缩率有较好的一致性,可以为以后类似工程吹填土压缩率的计算和预测提供参考。     

基于FLAC3D的吹填土真空预压数值分析

吹填土的固结变形属于流-固耦合大变形问题,通常的有限元软件对此类问题的模拟分析较为困难,而利用FLAC3D对吹填土固结变形进行研究则十分便利,这主要表现为FLAC3D本身的算法更适合解决高度的非线性问题和流-固耦合问题。为了便于研究在真空预压过程中大窑湾吹填土的固结与变形特性,利用FLAC3D将修正剑桥模型和比奥固结理论相结合,分别用"面层负压法"和"节点负压法"模拟两种实际的真空压力施加方法,并通过数值计算对比了这两种方法在加固过程中沉降变化、位移变化及孔隙水压力变化的特点,计算结果表明"节点负压法"更有利于真空度在土体中的传递,相应的加固效果更好。     

水平排水板真空预压法处理吹填流泥试验研究

常规的竖向排水板真空预压处理新近吹填流泥的压缩量可达30%～40%,呈明显的大变形特征,排水板弯曲变形严重,导致排水板中的真空度沿深度衰减较大,影响最终加固效果。针对吹填流泥的这种工程特性,通过对比试验,研究了水平排水板真空预压法在该类场地的应用。试验结果表明,水平板真空预压取得的沉降变形、孔隙水压力、出水量、含水率、十字板抗剪强度等物理力学指标均好于常规的竖向板真空预压,并分析了水平板真空预压处理吹填流泥的优势。结果表明,水平板真空预压是一种可行的吹填流泥处理方法。     

自重作用下吹填土地基的大变形固结分析

为了研究吹填地基在自重作用下的固结特性,通过室内固结试验研究了吹填土在小压力作用下的压缩特性,建立了吹填土孔隙比和固结压力之间的关系式。利用该关系式,结合Gibson固结理论,建立了吹填土地基在自重作用下以超孔隙水压力为场变量的大变形固结方程,并用该方程分析了在自重作用下吹填土地基的固结规律,为吹填土地基的设计及寻求加快其自重固结的途径提供理论依据。     

吹填淤泥固化室内试验研究

为了解决吹填土含水率高、压缩性大和排水固结时间长等工程问题,提出使用复合型固化剂固化吹填土,从而达到节省工期、节约成本的目的,为吹填土地基的加固提供一种经济可行的方法。通过单掺试验、正交试验和抗渗抗剪试验等方法,研制出3种效果较好的固化剂。试验结果表明:类别3固化土(复合掺入2%水玻璃、3%生石膏和0.5%苛性钠)固化效果最佳,但综合考虑原料成本因素,在类别2(单掺0.04%)的三乙醇胺的性价比最高。     

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。     

某港真空预压软基处理工艺

针对我国某港陆域形成项目中吹填土含水量大、承载力弱的问题,现场采取真空预压工艺对吹填软土进行处理,旨在降低吹填土含水率、提高吹填土强度。经加固后效果检测,吹填土含水率显著降低,抗剪强度明显提高,土质得到明显改善,相关工艺可为类似工程提供借鉴。     

等压下真空-堆载联合预压法与真空预压法对比试验研究

对于温州地区的吹填土,当使用普通真空预压法处理时难度较大、真空度传递欠缺、空隙水压力消散过慢、土体深层加固效果较差,因此需要堆载进行联合处理。在等压条件下,设置纯真空预压和真空-堆载联合预压室内试验对照组,在抽真空至土体表层沉降稳定后对真空-堆载预压联合组以4kPa/d的堆载速率进行堆载,与普通真空预压法的表层沉降量、真空度、孔隙水压力、抗剪强度、含水率等指标对比表明,真空-堆载联合预压法处理后土体的物理指标均优于普通真空预压处理的土体,说明真空-堆载联合预压法能够有效地提高软土地基的加固效果。     

采用真空联合堆载预压工艺加固吹填软土地基的实践

以某港区吹填土软基处理工程为例,重点介绍在施工中应用真空联合堆载预压工艺的试验情况,通过对分层沉降量、孔隙水压力、深层水平位移和地下水位变化等监测数据和软基加固后检测数据的分析,表明采用该技术加固吹填土超软弱地基取得良好效果,可为今后类似的软基处理工程提供参考.     

辽东湾典型场地吹填土性质研究

针对辽东湾地区吹填土理论研究较少的现状开展野外勘察研究,初步查明辽东湾吹填土分布特征和工程性质概况,发现吹填物源、固结时间、场地渗透条件等影响因素差异使得该地区吹填土性质多样。选定2个典型场地,通过压缩固结试验、压汞分析、扫描电镜等进一步深入分析,研究A、B两类型吹填土工程性质及微观结构特征,并结合埋深变化总结其固结规律。结果表明:A地吹填土不同埋深固结度不同,但其固结阶段相同;B地不同埋深吹填土固结度和固结阶段均不同。     

含水率对吹填超软土固结特性的影响

吹填超软土具有高含水率、高孔隙比、高压缩性、低强度等工程特性,其工程试验是勘察工作的重点和难点。以大连某地区吹填超软土为研究对象,在室内配制多组不同含水率的试验样品进行标准固结试验。对含水率变化与固结特性指标中的固结系数和次固结系数之间的关系进行研究,分析含水率对其固结指标中的固结系数和次固结系数的影响规律,用于指导吹填超软土地基处理的工程实践。     

降水联合强夯加固吹填粉土地基现场试验研究

结合潍坊港某吹填土地基处理工程,分析了降水联合强夯过程中孔隙水压力及沉降变化特点,并结合加固前后标准贯入试验和平板载荷试验对降水强夯加固效果进行了对比分析。试验结果表明:每遍点夯均能产生较大的沉降,且最大累计沉降量与夯击能大小成正比;每遍点夯后超孔隙水压力消散较快,且超静孔隙水压力均在1～2 d内消散90%以上。通过现场检测表明:加固后地面下7. 0 m深度范围的标密实度显著增大,地基承载力得到了较大的提高,加固效果良好。     

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.     

真空预压加固吹填流泥强度增长规律试验研究

结合对真空预压的理论认识和工程实践,通过试验对真空预压加固吹填流泥的孔隙水压力、泥面沉降、出水量、含水率、强度参数的变化特征进行分析。试验结果表明：真空预压前期泥面沉降增长迅速,而孔隙水压力增长缓慢;真空预压后期泥面沉降增长缓慢,而孔隙水压力增长较快。分析了真空预压加固吹填流泥强度增长机理,运用有效固结应力法强度增长计算公式结合监、检测数据推算吹填流泥强度增长过程。计算结果表明：理论计算的强度增长规律符合现场实测强度增长规律;真空预压前期土体几乎无强度,真空预压中后期强度增长较快;且抽真空7个月土体强度增长趋势仍未趋于收敛。真空预压加固吹填流泥强度增长的这些特点在真空预压工程设计及施工中应引起重视,应综合考虑强度增长规律及工程经济合理性确定预压时间,并以强度指标作为卸载标准之一。     

吹填土固结模型及其应用研究

吹填土路基在荷载作用下会发生较显著的变形,危害极大。因此,为探究吹填土的固结变形规律,进行了分级加载固结试验。结果表明:分级加载条件下,吹填土固结具有非线性特征;与Kelvin模型、Burgers模型对比,用四元件固结模型方程能更好地描述吹填土的固结行为;论证了四元件模型应用于其他软土固结研究的可行性,分析了模型方程中物理参数(η_1、η_2、E_1、E_2)变化特征;提出基于四元件固结模型的软土路基固结沉降预测方程,结合实例分析验证了该模型在解决实际工程问题的可行性。     

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。