直排式真空预压技术在舟山围垦区软基处理工程中的应用及加固效果分析

浙东南沿海地区吹填土土性以粘粒为主,具有含水量高、空隙比大、抗剪强度低等特点,传统真空预压在此类吹填土地基上应用存在一定的难度。直排式真空预压作为一种改进方法,可弥补传统真空预压在吹填土地基处理上的不足,具有节省电力和中粗砂资源,缩短工程工期、降低工程造价的优点。文中以舟山某围垦区软基处理工程为案例,介绍了直排式真空预压施工工艺,通过室内土工试验、十字板剪切试验和浅层平板载荷试验等方法对土体加固效果进行分析,试验成果显示土体各项指标均满足设计和使用要求,可为类似的吹填土地基处理工程提供参考。     

吹填固化土路基试验与数值模拟分析

研究了唐山市曹妃甸滨海地区吹填土的特性,通过室内土工试验得出吹填固化土相关数据和岩土专业软件FLAC3D数值模拟分析了固化吹填土和正常路基结构的沉降情况。试验结果说明固化剂G能够有效提高吹填土的压缩模量;数值模拟分析表明应用固化吹填土作为路基结构的一部分相对于传统路基结构,沉降仅增加1.53mm,完全不影响其路用性能,能较真实地模拟路基沉降情况;经济效益对比分析说明固化剂应用于吹填路基中,具有极大的工程推广和利用价值。     

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。     

南沙吹填土物相结构特性分析研究

通过现场取南沙吹填土样,室内开展粒度测试、物相分析、微观结构、元素含量、比表面积分析,并通过土工试验测试基本物理力学指标。从物理至化学、宏观至微观的角度综合分析了南沙吹填土物相结构特性。试验结果表明:吹填土以白云母和石英为主;微观结构为絮凝片状;O、Si元素的质量分数多;比表面积在黏土矿物中偏小,微电场及结合水膜形成相对较弱。     

横沙八期吹填土粒径分布规律

横沙八期工程由于吹填面积巨大，导致了吹填土质的多样性和分布的差异性。为了研究超大围区内吹填土土质的变化规律，通过对实际吹填场地钻孔取样，进行土工颗分试验，分析了吹填管口横向和纵向吹填土质的分布规律。结果表明：超大围区内吹填土泥面下约3.0 m深度范围内基本为粉砂，该深度以下则为细砂；距吹填管口150.0 m范围内主要为细砂，该范围以外主要为粉砂。分析结果可为吹填造陆过程中的管线布设和平整度控制提供参考依据。     

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。     

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。     

基于人工神经网络的软土地基沉降预测技术研究

针对软土地基大变形沉降预测,引入人工神经网络预测技术,通过增加权值调整时的动量修正量对传统BP模型的算法进行改进,使其更加适应对于软土地基沉降的预测。以天津滨海地区围海造陆工程为例,选择吹填过程中吹填土的原始标高、含水量、塑性指数以及吹填土地基加固后的土体含水量和强度为输入量对吹填土地基的沉降量进行预测。预测结果显示预测值与实测值误差在15%以内。     

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%。     

吹填土地基长期沉降与预测技术

以天津港某吹填土地基加固工程为依托,以现场监测和数值模拟为主要手段,对吹填土地基加固期(施工期)和使用期(长期)沉降进行现场监测,确定吹填土地基施工期和长期沉降的发生发展特性;运用有限元软件对施工期监测结果进行拟合,确定吹填土长期沉降的数值预测模型;并通过该模型分析吹填土地基长期沉降的发生机理。研究结果表明:文中提出的数值模拟方法可有效模拟吹填土地基的施工期和长期沉降,但由于未考虑土体的次固结沉降,长期沉降模拟结果偏小,二者相差16.7%;排水板打设区的土体孔隙水压力消散较快,固结效率高;排水板下卧层软土的持续固结变形是造成吹填土地基长期沉降较大、时间较长的主要原因。