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。     

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。     

惠州荃湾吹填淤泥地基浅表层真空预压处理

浅表层快速加固技术是基于真空预压原理针对新吹填淤泥等超软弱土快速加固的一种新技术。依托惠州港荃湾港区软基处理工程,通过现场试验研究不同排水板间距对浅表层快速加固效果的影响,研究加固过程中膜下真空度、地表沉降和孔隙水压力的变化规律,对惠州荃湾吹填淤泥加固前、后土体的物理力学性质、强度及地基承载力进行分析。     

新近吹填淤泥新型真空预压排水系统的研发

新近吹填淤泥目前主要采用真空预压二次处理技术(浅层+深层)进行加固,施工成本较高、工期较长。基于新近吹填淤泥的真空固结机理,提出优化现行真空预压排水系统的新思路,依托广州港南沙港区三期工程软基处理II区工程,开展新型真空预压排水系统现场试验研究。结果表明,新近吹填淤泥经地基新型真空预压排水系统加固后,达到设计要求,解决了现行真空预压排水系统应用于新近吹填淤泥地基时所存在的排水板堵塞、真空压力传递效率低下等问题,且有效地缩短工期、节约成本;基于真空压力传递特性及最终加固效果,方案3 (原生料防淤堵型整体式排水板+专用接头+水平排水板+粉细砂垫层)更适用于新近吹填淤泥地基。     

南沙港区软土固结孔压特性试验研究

根据南沙港区主要地层土的室内试验和现场测试成果,分析固结过程中土体孔隙水压力变化特性。结果表明：三轴试验固结过程中,淤泥、淤泥质土和粘质粉砂孔隙水压力消散相同百分数的固结时间存在数量级差别,淤泥质土和粘质粉砂的渗透系数不能由时间-沉降曲线确定;三轴不排水剪切过程中,粘质粉砂中孔隙水压力随剪应变先增大后减小,表现出密实砂的孔隙水压力变化特性;该区域地基真空预压加固过程中吹填层、粘质粉砂层和淤泥质土层中的孔隙水压力随膜下真空压力增加而迅速降低,而淤泥层中孔隙水压力缓慢下降,地基土层具有明显的成层特性。     

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。     

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。     

真空预压加固吹填淤泥土现场试验研究

分析了某滨海地区新近吹填淤泥土的物理力学性质、颗粒组成和强度分布特点,通过现场试验研究了真空预压作用下吹填淤泥土的沉降和强度变化特性,指出吹填淤泥土为大变形沉降,固结和强度提高较慢,加密排水板可促进淤泥土的排水固结,增大沉降,泥面铺设土工布有利于真空压力的平面传递和排水固结.分析了抽真空过程中排水板周围淤泥抱团区的土性、颗粒组成和强度变化,指出吹填淤泥土颗粒细、结构性强度低、含水率高、流动性大是形成淤泥抱团的主要原因,提出了解决设想.     

真空-堆载联合预压法处理吹填淤泥试验研究

真空-堆载联合预压法的实质是将真空预压法的负压固结理论与堆载预压法的正压固结理论进行联合,使得土体固结达到最大化通过理论分析,论述了真空-堆载联合预压下基于孔隙水压力和沉降的平均固结度计算方法.结合大面积吹填淤泥软基处理的工程实际,通过对孔隙水压力、沉降等进行观测,提出了有效地控制加载速率与加载周期的方法;研究了孔隙水压力变化规律,并结合工程实际进行了平均固结度的验算分析,表明该计算方法存在一定的合理性.     

吹填软土地基改性真空预压法现场试验研究

温州沿海地区通过吹填航道淤泥进行大面积围海造陆,吹填好的大面积淤泥场地通过真空预压进行浅层处理。处理后的吹填场地急需进行工程建设,但其承载力不能满足建设要求。为研究进一步提高吹填软基承载力的方法,划分了5个试验区,采用取消了砂垫层的改性真空预压技术进行不同方案的现场试验研究。对现场监测和地基检测结果分析表明:改性真空预压法在吹填软基的加固处理中可以取得较好的加固效果;加密了水平排水管道和在波纹滤管中套入PVC圆管支撑可以更好地传递真空并提高加固效果;采用改性真空预压联合覆水预压可以保护真空膜、提高膜下真空度,在一定程度上加快软基的固结速度和提高固结效果。     

浅表层加固技术在新吹填淤泥地基处理中的应用

浅表层加固技术是针对吹填淤泥极其软弱的特点,基于真空预压机理提出的一种新技术。针对温州某吹填及软基处理工程中吹填淤泥的物理力学特性、颗粒组成、矿物成分进行了分析,对加固过程中的真空度、沉降、孔压进行监测,卸载时进行了静力触探试验、钻孔取样和平板载荷试验。数据表明土体的加固效果很理想,达到设计要求。     

真空预压法处理新近吹填淤泥非饱和带研究

真空预压法处理新近吹填淤泥已经在围海造地工程中得到广泛应用,但是处理效果有待进一步提高。结合连云港新近吹填淤泥工程,提出浅层3~5 m范围为真空预压处理的重点部位,流动状淤泥抽真空3个月后进入临界状态,继续抽真空效果不显著;进而提出从土体非饱和带角度出发,采用注气法将此时的流塑或软塑淤泥处理成为浅层具备非饱和带的淤泥质黏土。与普通软基处理方法对比后,发现采用注气法的土体物理力学性质指标明显改善。     

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。     

中厚层吹填淤泥地基加固设计与施工技术

对于中厚层(5~10 m)吹填淤泥层的加固,传统的浅层处理方法难以实现人工排水板的插设,而二次处理方法成本高、工期长,造成很大的浪费。针对中厚层吹填淤泥地基处理设计与施工中的技术难点,结合现场试验提出无砂垫层分级加载的真空预压一次处理方案,研制适合5~8 m厚度超软吹填淤泥层的新型可伸缩式人工插板枪、适合8~10 m吹填淤泥层的轻型插板机械、立体式密封接头及真空预压法排水处理系统等,优化中厚层吹填淤泥地基施工技术。提出的适合中厚层吹填淤泥地基的真空预压加固设计方法、施工技术等创新成果在温州瓯江口新区一期地基处理工程中得到成功应用,工程造价大幅降低。     

基于泥沙流变学原理的脉动真空预压技术

在疏浚吹填施工中,如何快速降低吹填土的含水率是吹填区软基处理的一项关键工作。为进一步提高排水效率,开展了基于泥沙流变学原理的脉动真空预压排水技术研究。通过大量室内小尺度单板排水模型试验,阐释了脉动作用对促进淤泥质软基脱水的作用机理,分析了脉动真空预压法的排水效果,提出了淤泥质软基处理新方法。试验结果表明此方法优于现行常用的真空预压排水法,有效提高了排水效率,可减轻排水板通道的淤积堵塞问题。     

中厚层吹填淤泥超软地基一次真空预压处理现场试验

随着围海造地的发展,吹填淤泥越来越厚。对中厚层吹填淤泥超软地基提出一次真空预压法进行加固处理方式。现场试验采用有砂垫层和无砂垫层2种真空预压法对6~10 m中厚层吹填淤泥超软地基进行一次加固。通过现场监测对真空度、地表沉降、孔隙水压力、分层沉降等规律进行分析。通过加固前后土体抗剪强度和物理指标的对比,得知一次真空预压法对中厚层吹填淤泥超软地基加固效果明显。另外,试验结果显示,有砂垫层和无砂垫层2种真空预压法加固效果无明显差异。     

超软海底淤泥吹填地基无砂垫层真空预压处理效果研究

通过对真空预压场地出水量的分析,研究了无砂垫层真空预压法的适用性.结合温州吹填地基处理工程现场试验,对该方法在超软海底淤泥吹填的欠固结土的加固效果及加固前后的土体物理力学特性变化进行了研究.结果表明,无砂垫层真空预压法在提高超软地基承载力方面可行且行之有效.     

真空联合堆载预压在较厚超软弱土地基处理中的应用

真空联合堆载预压法加固软基是在真空预压法和堆载预压法的基础上发展起来的,两者都属于排水固结法。通过真空压力(负压)和堆载(正压)使土体中的空隙水压力产生不平衡的水压力,空隙水在这种不平衡力的作用下通过竖向排水体逐渐排出,从而是土体产生固结变形。当前采用疏浚土吹填造陆相当普遍,均需对超软土地基进行处理。本论文通过一个地基项目陆域软弱土地基处理实例,对真空联合堆载预压在深厚淤泥质土地基处理中的加固效果进行分析。     

高真空击密法处理沿海软土地基的试验研究

应用高真空击密法对宁波镇海地区软土地基处理进行了施工工艺试验研究。通过对高真空击密法地基处理过程中的地面沉降和超孔隙水压力等进行跟踪监测，研究了不同排水与击密参数时地基沉降和超孔隙水压力消散规律，并且对比分析了处理前后土体物理力学性质的变化。试验研究表明，高真空击密法处理后土体强度有了明显提高，试验达到了预期目的．证明高真空击密法处理该类型软土地基是可行的。     

堆载预压法加固吹填淤泥地基效果评价

介绍了堆载预压法在港口吹填淤泥地基加固中的运用,采用现场实测结果评价其加固效果;与此同时,采用单向分层总和法计算堆载后地基最终累积沉降和土体分层沉降,且用实测结果检验理论计算结果,探讨这种理论计算方法在吹填淤泥地基中的适用性。结果表明:堆载预压法加固吹填淤泥地基效果显著。经堆载预压处理后,土体物理力学性质和十字板剪切强度得到了很明显的改善和提高,地基承载力特征值能够满足设计要求;现场实测沉降结果与理论计算沉降结果几乎一致,验证了理论方法计算沉降的可靠性和准确性。