深埋超軟土層處理中排水體系設(shè)置及固結(jié)效應(yīng)研究.pdf

1、隨著沿海地區(qū)城市城市規(guī)模不斷的擴(kuò)大，遇到的超軟土地基處理問題逐漸增多。許多學(xué)者利用各種工法對(duì)關(guān)于深厚、大面積的超軟土地基等地質(zhì)條件進(jìn)行多方面超軟土固結(jié)效應(yīng)的研究，對(duì)于由吹填土形成深埋地質(zhì)條件的超軟土層排水固結(jié)研究較少，為此探究深埋超軟土層處理中排水系統(tǒng)對(duì)其固結(jié)效應(yīng)的影響迫為重要，本文在超軟土地基靜動(dòng)力排水固結(jié)快速加固機(jī)理及設(shè)計(jì)理論研究的國(guó)家自然科學(xué)基金-項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)(51178122)的基礎(chǔ)上，以湛江某港口深埋超軟土的地質(zhì)情況，按相似理論

2、1∶30的相似比進(jìn)行模型研究，對(duì)含水率為66.2％，孔隙比為1.77的超軟土采用靜動(dòng)力排水固結(jié)法進(jìn)行室內(nèi)模型試驗(yàn)，探究沖擊作用下深埋超軟土在不同排水系統(tǒng)的土壓、孔壓及沉降變化規(guī)律。
　　模型試驗(yàn)按工程劃分為3種典型分區(qū)，其中一區(qū)和二區(qū)在軟土之上鋪填0.9m厚度的砂墊層，再鋪填4.2m的一般黏性土共5.1m填土作為覆蓋土層;三區(qū)鋪設(shè)5.1m一般黏性土作為覆蓋土層;3種典型分區(qū)豎向排水體均以梅花形方式布置，其中一區(qū)、三區(qū)插板間距相同且

3、較二區(qū)插板間距密，其間距分別為1.2m與1.8m;一區(qū)、二區(qū)集水井布置間距相同且較三區(qū)集水井布置間距大，其布置間距分別為18m與13.5m，其中一區(qū)、三區(qū)布設(shè)盲溝，二區(qū)不布設(shè)盲溝。本模型試驗(yàn)覆蓋土層模擬厚度比以往模型試驗(yàn)覆蓋土層模擬厚度(1.95m)要大3.15m，比以往更具特點(diǎn)。本模型試驗(yàn)以1∶30比例加以模擬并取得以下幾方面的研究成果:
　　(1)豎向與水平向均設(shè)置了排水體且橫向墊層滲透性好與豎向排水體密度相對(duì)大的一區(qū)固結(jié)效果

4、最佳。
　　(2)在相同集水井間距和橫向排水墊層，但排水板間距較大的二區(qū)中下層以上超軟土層孔壓消散量、有效應(yīng)力增量和沉降量分別約為一區(qū)的76.1％、77.2％和72.2％，這證明插板密度及盲溝的布設(shè)對(duì)深埋超軟土排水固結(jié)影響很大，插板間距越密，超軟土固結(jié)效果更好，并且盲溝的布設(shè)一定程度加快孔壓消散，產(chǎn)生沉降更大。
　　(3)橫向排水墊層滲透性較弱的三區(qū)中下層以上超軟土層孔壓消散量、有效應(yīng)力增量和沉降量分別約為一區(qū)的65.2％、

5、65.5％和64.3％，而三區(qū)中下層以上超軟土層孔壓消散量、有效應(yīng)力增量和沉降量分別約為二區(qū)的85.8％、84.8％和89.1％，試驗(yàn)表明排水墊層的滲透作用對(duì)深埋超軟土排水固結(jié)影響很大，滲透性越好，固結(jié)效果明顯，產(chǎn)生沉降量越大;但通過加密排水板間距，縮短集水井間距可彌補(bǔ)排水墊層滲透性較弱的缺陷。
　　(4)與已有模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，本模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在厚覆蓋土層地質(zhì)條件下，夯擊瞬間，孔壓先增大至峰值后迅速減少至某一應(yīng)力水平，該值比夯

6、擊前有所提高，隨后增長(zhǎng)至某一峰值，并趨于穩(wěn)定，表明在厚覆蓋土層與沖擊荷載共同作用下，在一定時(shí)間內(nèi)，孔壓可維持在一較高應(yīng)力水平。
　　(5)利用MIDAS(GTS.NX)對(duì)本模型試驗(yàn)一區(qū)和三區(qū)進(jìn)行數(shù)值模擬分析，模擬結(jié)果與模型試驗(yàn)沉降變化規(guī)律具有較好一致性，一定程度上印證了模型箱試驗(yàn)?zāi)M現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)例的可行性與合理性。
　　(6)基于本模型試驗(yàn)與有限元模擬分析結(jié)果可知，當(dāng)橫向排水墊層滲透性較差（10-5cm/s）時(shí)，深埋超軟土層處