陈晓斌[1]2004年在《动力排水固结加固软土地基技术研究》文中认为经过长期调研，本文定义动力排水固结是先铺设排水系统，再堆载预压，最后进行强夯的一种经济、快速、安全、可靠的复合型软土地基处理新方法。 本文结合动力排水固结课题，对广州地区软土的工程性质进行了调研，统计了该地区软土的分布和工程性质。此外，本文改进了前人研制的试验机，进行了动力排水固结室内模拟试验。最后，进行了动力排水固结现场实验研究。 本论文对动力排水固结进行了科学、系统的定义，并从不同观点出发，解释了动力排水固结的加固机理，总结初步完善了动力排水固结系统理论，为它的推广提供了理论基础。通过试验研究，得出了动力排水固结动力荷载作用下，软土地基孔隙水压力和应变的发展变化规律，重点研究了软土在动力荷载作用下的再固结性能及排水边界条件对其的影响程度。更为重要的是，本论文中为动力排水固结提供了一套可行的计算分析方法。最后，本文还进行了工程应用研究，验证了模拟试验结论的正确性，并对动力排水固结计算分析方法进行了验证，还完善了动力排水固结相关的一系列岩土测试技术。 本文提交的研究成果为动力排水固结的设计、施工和检测提供了指导性的纲要。该课题的实施，有利于软土地基处理技术的扩充，有利于动力排水固结新技术的推广，对于广州地区、特别是南沙开发区软基处理具有重大的工程实际意义。
李正东[2]2016年在《处理软基的静动力排水固结法水柱效应模型试验研究》文中提出沿海地区分布着大量含水量高、孔隙比大的软土地基,这类地基需经过加固处理才可为建筑所用,而如何有效加固该类土一直是工程界的难题,静动力排水固结法因处理此类土经济、快捷、高效等特点而得到了广泛运用。但该法的理论研究落后于工程实践,其加固机理尚有待进一步认识,本文依托国家自然科学基金项目“超软土地基静动力排水固结法快速加固机理及设计理论研究”已有成果,试图从水柱传力加固土体角度阐述其中机理。水柱效应是指“设置排水板的软土地基,排水板空隙被软土包裹形成一条通路,渗透到此的孔隙水汇集成水柱,在高能夯击的瞬间由于水的近似不可压缩性,且极短时间内来不及向四周渗透性极低的土体反渗,水柱对四周土有挤压,同时作为载体将夯击能较均匀地传递至土体各层”。依据相似理论设计了用静动力排水固结法处理软土地基的大尺寸模型箱装置,利用自主研发可提供高能冲击力的第二代多向高能高速电磁力冲击智能控制系统对含水量为69.9%、孔隙比为1.871的软土进行了高能冲击,以证实水柱效应存在及探究其对加固软土体所起的作用,进而分析水柱效应特点及规律。本文取得主要研究成果包括：(1)冲击荷载作用下,竖向排水体周围形成的水柱使得软基土沿深度方向的附加应力与超静孔压衰减小,具有明显的水柱效应。中层以下不同深度土体夯击瞬时的孔压增量变化不大,第四遍夯击时中上与中下段增量差为5.7%、中下段与深层段差为10.7%；附加应力沿深度分布呈平缓变化,四遍夯击后中上层相对中下层土附加应力衰减量为21.36%,中下层相对深层段衰减量仅为19.38%,远小于无水柱传力时150%以上的衰减量,此时附加应力沿深度方向变化为：y=19.27x-0.14。(2)水柱可传递冲击荷载,水柱传力具有沿深度方向衰减量小、深部土体与上部土体由水柱同步传力、冲击荷载越大水柱作用越明显等特点。能量增量(AP.△S)在第一遍夯击时上层土占比达到65%以上,但随着夯击能的进行能量增量向下部土聚集,第四遍夯击后中下层及深层段占比达到了70%以上。水柱传力可促使不同深度土体同步排水固结,但相对上层土先完成固结。夯击前两遍上层沉降量占该层总量的1/2-2/3,而中下层及深层不到1/3；夯击后两遍上层沉降只占该层总沉降量的1/5,中下层及深层段则大于1/2。(3)水柱传力使夯击能沿深度分布具有冲击荷载越大或排水板越密集,其沿深度方向分布越均匀的特点。同一冲击荷载作用下,排水板密度为4cm较密度为6cm其深层土的土压增长量、孔压消散量及沉降量分别高13.2%、8.5%及10.2%。(4)附加应力比计算模型试验有效加固深度对应实际工程中至少达15m深,分析了用静动力排水固结法处理软基实例中所得监测及原位试验数据,证实模型试验中关于水柱效应结论是正确的。
符纳[3]2013年在《静动力作用下超软土的固结特征及微观结构变化特征研究》文中认为静动力排水固结法是近年来发展起来的一种软土地基处理新技术,该法在对饱和软粘土地基加固中具有投资省,见效快,处理效果好的等优点。虽然该法已有十几年的工程实践,但关于该法的加固机理仍不清楚,尤其是微观方面及固结特征研究极少。软土宏观工程性状极大程度上受微观结构的系统状态控制,因此非常有必要对静动力作用下超软土的微观结构变化特征及固结特征深入研究,这对于超软土地基处理方面,具有重要的理论意义与实用价值。本文以静动力排水固结法的模型试验、室内物理力学试验及微观分析为手段,对静动力作用下超软土的微观结构变化及固结特征研究,主要工作如下几方面：1、总结和分析了当前国内外关于土体微观结构与工程性质研究状况,并讨论这些工作的特点,使得我们有一个借鉴与比较的基础。2、进行一系列室内试验：利用型模试验,研究在冲击荷载作用下,分析了超软土所表现的瞬时孔隙水压力响应,以及夯击过程中及夯击结束以后孔压增长和消散规律；进行了阶段性的固结试验、常规直剪试验,分析了静动力排水固结过程中宏观物理力学性质指标参数,以及总结各土性参数之间的相互关系。同时采用静动真叁轴试验系统模拟静动力固结法,研究在此过程中的冲击应力、孔隙水压力和土体变形的变化等力学性状,分析了静动力固结后试样强度的变化特征。3、通过烘干法及差热分析法定量分析,探讨了在相同冲击力作用下,超软土中水转化机理,分析了影响结合水转化的主要因素,提出“土水势能”衡量指标。4、最后通过扫描电镜(SEM)技术和计算机图像分析方法,MATLAB强大的图像处理和实用编程技术,优化图像质量,提高了从图像分析中提取微观结构量化参数的有效性和准确性。同时运用数理统计方法对超软土的孔隙度、孔隙总面积、孔隙平均面积、孔隙数目、孔隙平均直径、孔隙平均周长等微结构参数进行了定量研究,证明了该技术处理饱和软土地基的良好效果。
李瑞兵[4]2016年在《软土振动排水固结试验特性研究》文中指出随着我国城市化进程的加快,适宜的建设土地资源稀缺,许多建(构)筑物只能选建于软土区,如何加固处理深厚软土一直是急需解决的难题之一。本文借鉴振动采油的原理,结合动力排水固结方法,尝试通过振动排水固结法处理软土。由于该理论技术尚未成熟,故有必要首先进行室内模拟试验,并与理论分析相结合,从而探讨振动排水固结加固软土地基的可行性,并对振动排水固结法的施工工艺和加固机理进行总结。基于室内一系列试验,对软土的排水固结特性进行分析,研究的主要内容包括:(1)软土在振动荷载作用下的动力响应分析。为模拟振动排水固结法对软土地基的加固效果,利用自行设计的动态固结渗透仪对长江流域镇江段的软土在排水条件下施加振动荷载和静力荷载。通过对比分析排水固结过程中的排水速率、轴向应变速率以及对试验前后土体物理性质指标变化,来比较该方法较单一的静压排水固结法的提高效率。分析试验过程中的振动参数(包括频率、荷载幅值和围压)、振动波形、排水通道设置方式与类型以及软土自身特性(应力历史、含水率以及扰动性)等方面对振动排水固结试验的影响。该方法对地基处理工程具有借鉴和指导价值。(2)对软土在振动荷载作用下的固结机理进行解释。结合试验中观察到的现象、试验结果分析以及已有相关成果,通过振动波产生的势能差异、结合水的转化、振动波对渗透性的改善、振动荷载对塑性变形积累的促进共四方面对振动排水固结机理进行了解释。分析表明:排水固结法可以有效降低软土的含水率和孔隙比,提高软土的抗剪强度;相较于单一的静压排水固结法,振动排水固结法具有更快的排水速率、更大的轴向应变速率,并能提高排水量的同时增大轴向应变,使软土的固结效果显着提高;振动频率、振动荷载幅值和围压等振动参数的设置范围对振动排水固结效果具有重要影响,振动荷载幅值的增加且当振动频率接近于软土固有频率时,具有更优的振动排水固结效果。
许勇[5]2006年在《饱和软土地基动力排水固结预处理技术的研究与应用》文中进行了进一步梳理为深入研究动力排水固结预处理技术处理饱和软土地基的方法和效果，本文围绕着广东科学中心饱和软土地基处理试验区工程，采用常规试验和微结构试验的方法，对该技术在饱和软土地基上的加固效果和加固原理进行了研究。主要内容包括： 1．利用孔隙水压力监测、地表沉降监测、测斜监测、标准贯入试验、载荷板试验、静力触探试验和实验室土工试验等常规试验方法，对动力排水固结预处理技术加固饱和软土的效果进行了研究，证明了采用该技术处理饱和软土可以实现加速超孔隙水压力消散、提高饱和软土的强度、减轻或消除砂土液化的目的，在此基础上进行了影响动力排水固结法加固效果的因素的研究。 2．通过深入研究液氮真空冷冻制样技术、扫描电镜技术和计算机图像处理技术，首次将这些技术联合应用于饱和软土微结构分析，制备了46个饱和软土试样，拍摄了95幅3000倍和300倍放大倍数的数码照片，并对46幅300倍放大倍数的数码照片图像进行了分析和检测，提取了每幅照片的孔隙度、孔隙复杂度、孔隙数目等9个微结构参数。 3．基于既有的软土微结构类型的分类方法，开展了动力排水固结预处理前后微结构类型与动力排水固结预处理技术工艺对微结构类型特点的影响等内容的研究，从微结构定性研究的角度对该技术处理饱和软土的效果进行了分析和对比，验证了该技术处理饱和软土的有效性。 4．利用分形几何学的理论，对动力排水固结预处理前后饱和软土的颗粒分布分维、孔隙分布分维进行了研究，建立了这些参数与孔隙度的线性回归方程；对饱和软土的孔隙度、孔隙总面积、孔隙平均面积、孔隙数目、孔隙平均直径、孔隙平均周长和孔隙复杂度等微结构参数进行了定量研究，证明了该技术处理饱和软土地基的效果。 5．利用多元逐步线性回归的方法，开展了微结构参数与压缩系数、压缩模量、内聚力和内摩擦角的相关性研究，对微结构参数中影响饱和软土宏观物理力学性能的主要因素进行了研究，建立了饱和软土微结构参数与土体宏观物理力学
曾文秀[6]2014年在《静动力排水固结法处理超软土地基最佳冲击能研究》文中提出静动力排水固结法中冲击能的设计,其影响因素复杂又繁多,到目前为止还没有完善的系统认识、精确的理论或规范标准。设计时常采用工程类比法和经验法,为验证设计参数,常在正式施工前试夯。当静动力排水固结法用于加固超软土地基,冲击能太小达不到地基加固深度要求,过大容易出现埋锤或“橡皮土”现象,所以冲击能的选择关系到地基处理的成败。因此,如何确定最佳冲击能是一个亟待解决而且具有重要研究意义的课题。遵循静动力排水固结法固结基本原理,建立考虑各影响因素的最佳冲击能的理论公式,并利用广州南沙泰山石化成品油库区超软土地基处理工程的实测数据验证了公式的正确性。为探求冲击加固软土的微观机理,以科学地对最佳冲击能进行设计,并寻求最佳冲击能所对应的荷载水平和速率,本文利用核磁共振法,从以下两点进行了研究：一是研究不同冲击荷载水平和速率下超软土的水相变化规律；二是着重从孔隙结构分布及如何变化来考虑经受典型荷载及应力水平与速率下超软土的特性响应。本文主要研究成果如下：1.最佳冲击能宏观力学计算模型方面：(1)夯击产生的动应力经应力扩散到软土顶面的最大压力值可大于软土的承载力特征值但是小于其极限承载力值,故定义软土最大容许应力比R=软土顶面最大压力/软土承载力特征值论述了模型中主要参数的确定方法,最终得到最佳冲击能的计算公式：(2)利用现场实测数据计算得到的最大容许应力比值R介于2-3之间,且随着夯击遍数及冲击能的增加,R值也相应增加,表明软土顶面承受的最大压力的提高,微观上可以解释为软土微结构逐步得到调整,微孔隙和微裂缝排水得到充分利用,软土排水固结。2.最佳冲击能微观分析方面：(3)对应于通常工程荷载的较低能量动叁轴试验荷载速率与水平(1.6MPa/s与100kPa)及以下,淤泥类超软土中非自由水不能转化为自由水。对应于于静动力排水固结法工况的高速冲击荷载下(每击荷载水平3787kPa,速率631.2MPa/s),非自由水可转化为自由水；而且冲击总能量越大(遍数及击数越多),就越易析出自由水；(4)取自广州地区的淤泥孔隙半径集中分布在1～20μm之间。当冲击荷载达到本文所述水平时,淤泥中最大与最小孔隙所占比例均会有一定程度减小,孔隙大小更趋向均一。在一定的荷载水平(680kPa)以下,加载速率是决定相对最大孔隙比所占比例的关键因素：速率较小会使得该比例增大,速率较大则使得该比例减小,其界限值在>0.8MPa/s与≤1.6MPa/s之间；(5)一定的冲击荷载与速率水平下,随着其作用次数(即能量的提高),淤泥中的相对大孔隙与最大孔隙部分会明显减少；而当间隔时间较短的作用次数再提高,此种效应就会降低；对于有效减小较大孔隙而言,淤泥受冲击的次数存在某个合适的量值。
赵建华, 陈晓斌[7]2009年在《动力排水固结软基处理模型试验研究》文中指出介绍了动力排水固结室内模型试验,并从室内模型试验出发,对动力排水固结加固效果进行研究,建立了一个相似比1:2的室内动力排水固结加固淤泥质软土的试验模型,严格控制试验条件和工艺参数,研究了动力排水固结淤泥质软土的效果。通过室内模型试验研究,总结了动力排水固结加固软土地基效果的影响因素,被加固土体的变形规律,超孔隙水压力的消散规律和加固过程中软土地基振动液化安全稳性系数变化规律,提出了动力排水固结软土地基有效加固深度确定方法和动力排水固结加固效果评价方法。
周进军[8]2007年在《路堤荷载下佛山市软土地基加固方法比较研究》文中认为我国软土地基分布广泛，如何根据工程地质条件以及工程需要选择合理经济有效的地基处理方法成为工程界关注的重点问题。本文结合佛山市北滘至乐从公路主干线软基研究段的工程实践，从理论和现场实测资料两个方面分析，比较研究排水固结法(塑料排水板和袋装砂井)、复合地基(管桩刚性复合地基和搅拌桩柔性复合地基)以及动力排水固结法在加固机理、适用条件、设计参数、路基变形等方面的优缺点。包括以下几个方面内容： 1．从加固机理上对比分析柔性桩复合地基与刚性桩复合地基的主要差异，分析路堤荷载下刚性桩与柔性桩桩侧模阻力实际分布特征，并推出基于桩侧摩阻力的柔性桩临界桩长公式；对比分析柔性荷载下复合地基受力性状与刚性荷载下受力性状的不同，分析载荷试验中复合地基承载力、桩土荷载分担比以及桩土沉降比与柔性路堤荷载下桩土协调作用的差异；从理论分析复合地基桩土应力比与基础刚度、桩土模量比、荷载水平以及垫层的关系，分析传统桩土应力比计算公式的不足；根据实测资料分析路堤荷载下桩土应力比及荷载转移特征，主要结论有： (1)桩体模量、桩长、土体性质、垫层模量、垫层厚度是决定桩土应力比的最基本的要素。柔性基础下荷载从土体向桩体转移可以通过褥垫层、托板、土工隔栅和桩侧负摩阻力等多种途径。 (2)复合地基中桩周土上土压力分布很不均匀，土压力测量值的准确性与代表性不高，建议按照桩上压力值反算桩间土压力值。 (3)刚性桩复合地基修正后桩土应力比为8.5，柔性桩复合地基桩土应力比为5.9，桩土应力比都远远小于桩土模量比，所以单纯增加桩体模量并不能显着提高复合地基承载力。复合地基承载力受单桩承载力、桩间土承载力和地基将荷载从土体向桩体转移能力(主要由褥垫层和承台板所控制)叁部分控制。 2．分析动力排水固结法与传统排水固结法作用机理的不同。提出通过有效夯击变形系数、最终有效变形系数及有效能量作用系数来评价动力排水固结的加固效果。 3．根据工程资料，对比各种加固方法在控制路基总沉降、减少路基不均匀沉降上的表现；分析各种加固方法下路基沉降沿深度方向的不同分布特征；分析各种加固方法下路基侧向变形差异以及侧向变形与竖向变形的对应关系。主要结论如下： (1) 路基竖向总变形主要受地质条件和加固方法控制，相同地质条件下复合地基加固区变形值要小于排水固结区，袋装砂井在减少地基沉降方面的效果优于塑料排水板。 (2) 各加固方法在减少差异沉降上面的表现依次如下：动力排水固结法，塑料排水板，袋装砂井，搅拌桩，管桩。 (3) 复合地基沿深度方向的应力与变形分布比排水固结法更加合理。复合地基桩体模量越大，置换率越大，桩长越长，那么沉降分布越均匀，浅层和下卧层沉降量越小。
万样[9]2018年在《软土地基间接分级接力式排水固结法试验研究》文中指出近年来随着城市化进程加快,建设用地紧张矛盾愈发凸显,围海造地成为拓展城市发展空间的一大手段。但围海造地形成的软弱地基一般不能直接作为工程地基使用,需进行一定的地基处理。本文总结了各种处理围海造地形成的大面积软弱地基方法,并详细叙述分析了其原理及适用范围。在此基础上,本文提出了软土地基间接分级接力式排水固结法,论述了其加固原理,并依托曹妃甸地区某实际土地整理工程设计了对比试验来验证该方法的有效性与优越性。间接分级接力式排水固结法的核心是构建符合要求的“转换层”,使上下部土层可依据各自土层性质采取不同排水方式,并通过转换层形成间接分级接力式降排水体系,能大幅提高地基处理效果和处理深度。通过与普通降排水强夯法的对比试验,本文得到如下主要结论:(1)间接分级接力式排水固结法采用的“竖向井管+水平滤管”的上部降排水体系能大幅缩小井管设置间距,可实现不停歇降水施工;(2)针对下部粘性土层,间接分级接力式排水固结法能提高其不排水抗剪强度2倍左右,而普通降排水强夯法仅能提高1倍左右;(3)间接分级接力式排水固结法能在叁个月内完成下部粘性土层85%以上的固结度,而普通降排水强夯法达到相同固结度需6个多月的工期,本方法工期优势明显。通过现场对比试验,本文证明了间接分级接力式排水固结法对围海造地形成的软弱地基处理的有效性与优越性,并依据试验经验,总结了该方法的工程应用流程,提出了原则性的设计指导意见,具有一定的工程应用价值。
张大军[10]2014年在《静动荷载作用下超软土地基固结排水体系效应研究》文中提出静动力排水固结法能很好的处理超软土地基,而对排水体系进行最优化设计是该法成功应用的关键。设置多厚的砂垫层?设置多大的塑料排水板间距?塑料排水板插设多深?以上问题能否解决直接影响着该工法的加固效果。不同排水体系的作用效应可通过孔隙水压力变化和土体变形反映,对此学者们做了大量的室内试验研究,但普遍存在冲击荷载水平不高的问题,导致土体的许多物理力学性状都激发不出来。为了探究超软土地基不同排水体系效应,本文进行了高能级冲击荷载下的室内模型试验,对不同排水体系下孔压、土压变化及变形规律等相关问题进行研究。本文以广州某超软土地基处理工程为背景,按照相似理论(几何相似比1：30)对模型试验进行设计,利用多向高能高速电磁力冲击智能控制试验装置,对w=70.48%,e=1.96的超软土进行冲击荷载模型试验,研究冲击荷载下不同排水体系的孔压、土压变化及土体变形规律。本文主要研究成果包括以下几个方面：(1)冲击荷载作用下,沉降量与孔压变化幅度呈正相关,即孔压变化幅度越大,沉降量越大。(2)沉降量与塑料排水板间距呈反相关,即塑料排水板间距越小,沉降量越大。在大量冲击模型试验数据的基础上,通过曲线拟合得到沉降随排水板间距的变化关系：(3)对比分析了模型试验与现场原位监测数据所得到的孔隙水压力、土压力、沉降变化曲线,验证了模型试验结果的合理性。(4)根据南沙现场实测数据,建立了冲击荷载下淤泥地基排水板合理间距L的模型：同时在本文研究过程中验证了冲击荷载瞬间排水板间距越大孔压变化越大,卸载后排水板间距越小孔压消散越快。本文的研究成果将为室内模型试验的设计、冲击荷载作用下排水体系效应研究、静动力排水固结法现场施工等提供一些参考。
参考文献：
[1]. 动力排水固结加固软土地基技术研究[D]. 陈晓斌. 中南大学. 2004
[2]. 处理软基的静动力排水固结法水柱效应模型试验研究[D]. 李正东. 广东工业大学. 2016
[3]. 静动力作用下超软土的固结特征及微观结构变化特征研究[D]. 符纳. 广东工业大学. 2013
[4]. 软土振动排水固结试验特性研究[D]. 李瑞兵. 江苏大学. 2016
[5]. 饱和软土地基动力排水固结预处理技术的研究与应用[D]. 许勇. 广州大学. 2006
[6]. 静动力排水固结法处理超软土地基最佳冲击能研究[D]. 曾文秀. 广东工业大学. 2014
[7]. 动力排水固结软基处理模型试验研究[J]. 赵建华, 陈晓斌. 地下空间与工程学报. 2009
[8]. 路堤荷载下佛山市软土地基加固方法比较研究[D]. 周进军. 河海大学. 2007
[9]. 软土地基间接分级接力式排水固结法试验研究[D]. 万样. 中国建筑科学研究院. 2018
[10]. 静动荷载作用下超软土地基固结排水体系效应研究[D]. 张大军. 广东工业大学. 2014
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