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塑料排水板联合真空预压的径向固结理论研究

岩石力学与工程学报 2019年第10期38卷 2151-2160页

作者：田乙吴文兵梅国雄蒋国盛宗梦繁中国地质大学工程学院湖北武汉430074 中国地质大学岩土钻掘与防护教育部工程研究中心湖北武汉430074 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

基于椭圆柱排水体等效假定,结合真空度在塑料排水板内的线性损失规律,推导得出塑料排水板联合真空预压的径向固结解析解。基于所得解,对比分析塑料排水板的'形状效应'以及相关参数对地基固结的影响。进行实例验算,验证了解答的合理性。... 详细信息

基于椭圆柱排水体等效假定,结合真空度在塑料排水板内的线性损失规律,推导得出塑料排水板联合真空预压的径向固结解析解。基于所得解,对比分析塑料排水板的'形状效应'以及相关参数对地基固结的影响。进行实例验算,验证了解答的合理性。结果表明,在考虑塑料排水板的'形状效应'时,椭圆柱体等效法的效果最佳,且基于各周长等效法的计算结果与提出的椭圆柱等效结果较为接近;增大排水板的真空度衰减系数k1和顶部真空负压p0,可达到加快孔隙水的排出、加快地下水位的下降速率、降低最终地下水位线的效果;随着参数κ的增大,地基的整体固结速率减慢。

关键词：地基基础塑料排水板椭圆柱排水体真空预压形状效应真空度衰减系数

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塑料排水板处理地基非线性固结计算研究

岩土力学 2019年第12期40卷 4819-4827页

作者：黄朝煊浙江省水利水电勘测设计院

针对目前国内外竖井地基非线性固结计算大多均采用近似等效法求解的不足,根据软土固结理论及数学理论推导,基于塑料排水板椭圆柱假定,推导了考虑地基土水平渗透系数、压缩模量随固结过程非线性变化影响下的排水板处理地基非线性固结控... 详细信息

针对目前国内外竖井地基非线性固结计算大多均采用近似等效法求解的不足,根据软土固结理论及数学理论推导,基于塑料排水板椭圆柱假定,推导了考虑地基土水平渗透系数、压缩模量随固结过程非线性变化影响下的排水板处理地基非线性固结控制方程,并利用数学中非线性微分方程理论,给出了非线性固结解析解。通过与Indraratna等非线性固结近似解对比分析,认为理想井下预压荷载越大(Nu越大),则Indraratna等近似法成果误差越大;且在Cc/Ck=1.8、Nu=5时Indraratna等近似解与该理想井非线性固结精确解析解误差高达16%,而解析解与精确数值解基本一致。最后通过Indraratna等典型工程案例验证分析,认为所得理论更符合工程实际,具有较好的工程应用价值。

关键词：竖井地基塑料排水板椭圆柱理论非线性固结孔隙水压力井阻解析解

塑料排水板在108国道仙海段软基处理中的应用研究

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塑料排水板在108国道仙海段软基处理中的应用研究

作者：严洁西南科技大学

学位级别：硕士

处理软土路基的关键是要在正确认识软土的特性和其危害性基础上,通过借鉴以往的工程经验并结合实际条件,选择合理的软基处理方式,使路基能保持足够的强度和稳定性。本文以国道108线绵阳市城区过境段工程(仙海区段)为研究对象,通过实地... 详细信息

处理软土路基的关键是要在正确认识软土的特性和其危害性基础上,通过借鉴以往的工程经验并结合实际条件,选择合理的软基处理方式,使路基能保持足够的强度和稳定性。本文以国道108线绵阳市城区过境段工程(仙海区段)为研究对象,通过实地调查和数值模拟等方法研究了该段的固结和沉降变形特性。主要的研究内容及成果如下:(1)通过现场勘察、现场测试与实验室测试相结合的方式,获取场区地形与水文特性、软弱地基现场特性与土层参数,并根据不同软土特点对提出了相应的处治措施。(2)根据工程特点,选取典型软土路基断面进行塑料排水板处理,并对该断面进行固结沉降及稳定性等方面理论计算并分析。(3)对该段10个孔的粘土层的进行了沉降计算,分析软土厚度对沉降的影响并得出沉降规律。(4)使用PLAXIS软件,对地基使用塑料排水板处理前后的路基进行数值模拟。分析其超静孔压云图和最终竖向位移云图,验证了塑料排水板能加速软土固结。(5)通过控制变量,进一步模拟研究了排水板打设深度、间距、加载情况对路基的影响。分别计算一次加载和分级加载在不同间距情况下的固结度。分别设置6m、7m、8m、9m和10m的打设深度使用PLAXIS进行建模计算,分析其超静孔压云图和最终竖向位移云图。(6)在全路段的软土路基、高路堤、深挖路堑和桥头路堤等地方布设沉降及水平位移监测点。通过总结研究成果,为类似的项目提供参考数据和经验。

关键词：软土路基塑料排水板固结沉降沉降计算数值分析

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植入式排水桩固结理论

岩土力学 2023年第9期44卷 2639-2647页

作者：邓岳保张晨豪王忻张日红宁波大学滨海城市轨道交通协同创新中心浙江宁波315211 宁波中淳高科股份有限公司浙江宁波315199

植入式排水桩可消除临近土层中的超静孔压、提升桩侧土体强度,是一种适用于滨海深厚软土地基的新型桩基技术。为研究桩侧临近土层中孔压消散和固结度发展规律,将水泥土视为涂抹区,并基于椭圆柱排水体假设和坐标变换方法,推导了真空负压... 详细信息

植入式排水桩可消除临近土层中的超静孔压、提升桩侧土体强度,是一种适用于滨海深厚软土地基的新型桩基技术。为研究桩侧临近土层中孔压消散和固结度发展规律,将水泥土视为涂抹区,并基于椭圆柱排水体假设和坐标变换方法,推导了真空负压作用下植入式排水桩固结解析解。在模型试验检验理论可靠性的基础之上开展算例分析,发现真空负压传递主要集中在塑料排水板附近,土层中超静孔压平面分布呈“8”字型;真空负压作用时间和水泥土渗透性对排水桩加固效果影响显著;水泥土渗透性在排水固结和硬化作用下快速下降,真空抽排水时间应控制在5 d以内。研究成果为植入式排水桩技术进一步研发及推广应用奠定了基础。

关键词：排水桩静钻根植桩塑料排水板固结超静孔压

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塑料排水板加固软土地基失效案例分析

岩土工程学报 2020年第11期42卷 2034-2039页

作者：张达德王淳讙方力中原大学土木工程学系台湾中坜32023

台湾高速公路匝道路堤(10 m高)工程,由于基础为软弱土层(N63.5<1),特选择塑料排水板加固工法。该路堤底层共使用3层土工布为分隔层。由于导管无法穿过第一层上方厚1.5 m的碎石层,因此务必先行引孔(直径200 mm)始能插入排水板,本案共打设... 详细信息

台湾高速公路匝道路堤(10 m高)工程,由于基础为软弱土层(N63.5塑料排水板加固工法。该路堤底层共使用3层土工布为分隔层。由于导管无法穿过第一层上方厚1.5 m的碎石层,因此务必先行引孔(直径200 mm)始能插入排水板,本案共打设900余孔。监测系统包括测斜管、分层沉降仪、水位计、孔压计等。路堤填筑过程中侧向位移(垂直于填筑路堤)持续扩大(于填筑至7.0 m时已超过200 mm),相关监测数据分析比对以及现地坡趾侧向排水沟陆续产生裂缝的现象,推论因排水板未能有效发挥功能,填筑路堤造成软弱基础土层向外(临农路侧)推挤。因此,研究的阶段性结论要求立刻停止施工,并对现况的稳定性进行分析时亦应纳入土工布的短期加筋效果并提供有效应急处置对策,以顺利完成后续填筑工作。

关键词：地盘改良加筋固结软弱土层塑料排水板土工布

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塑料排水板处理软土地基的离心模型试验研究

岩土工程学报 2017年第S1期39卷 171-176页

作者：王存侯瑜京刘国宝彭仁中国水利水电科学研究院岩土工程研究所北京100048 大连中交理工交通技术研究院有限公司辽宁大连116023 北京航空航天大学土木工程系北京100191

采用大型土工离心机对某海上机场工程近海软土地基上堤坝施工期及运行期进行了模拟。原型中采用塑料排水板固结法处理软土地基,模型中则根据固结过程相似的原理,换算成等效圆截面排水体,在模型制作中采用等效透水滤芯来模拟。试验中采... 详细信息

采用大型土工离心机对某海上机场工程近海软土地基上堤坝施工期及运行期进行了模拟。原型中采用塑料排水板固结法处理软土地基,模型中则根据固结过程相似的原理,换算成等效圆截面排水体,在模型制作中采用等效透水滤芯来模拟。试验中采用停机加载法模拟分级施工加载过程。根据激光位移传感器试验数据可以计算得出相应原型软土地基的沉降特性。利用试验得到的沉降曲线,采用"经验双曲线法"推算出了地基最终沉降,然后得出按沉降推算的分层地基平均固结度随时间的变化。对比沉降推算的运行5 a时软土地基固结度和理论计算结果,二者基本接近,表明文中塑料排水板的模拟方法用于离心模型试验是可行的。通过与理论计算结果比较,表明试验采用的塑料排水板模拟方法是可行的。

关键词：塑料排水板离心模型试验软基固结度

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塑料排水板结合真空预压法的径向固结解析解

同济大学学报（自然科学版） 2017年第9期45卷 1290-1297页

作者：高广运聂春晓张海丘雷丹同济大学土木工程学院上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 Center for Geomechanics and Railway Engineering Faculty of EngineeringUniversity of Wollongong

塑料排水板结合真空预压的软土地基加固方法是一种经济高效并被逐渐广泛应用的地基加固方法,该方法不仅可以减少堆载预压坝体的高度,还能减少土体的侧向位移.推导的塑料排水板与真空预压结合的非线性径向固结解析解可以较好地用于该种... 详细信息

塑料排水板结合真空预压的软土地基加固方法是一种经济高效并被逐渐广泛应用的地基加固方法,该方法不仅可以减少堆载预压坝体的高度,还能减少土体的侧向位移.推导的塑料排水板与真空预压结合的非线性径向固结解析解可以较好地用于该种地基加固的预测和分析.求解过程认为软土在一维固结条件下孔隙比与平均有效应力、水平渗透系数成对数线性关系,而非以前认为的一维线性关系,因排水板周围土体被扰动,所以涂抹区中水平渗透系数采用抛物线分布形式,同时还考虑真空预压对固结的作用.退化提出的解析解与前人解析解进行对比验证、完成解析解与试验结果验证,证明了该解析解的正确性.最后,分析了参数κ和C_k/C_c对固结的影响,结果表明C_k/C_c值越大,固结时间越短,κ值增大,固结时间增长.

关键词：塑料排水板非线性土体本构非达西定律真空预压径向固结

塑料排水板淋洗修复污染地基的解析模型与数值模拟

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塑料排水板淋洗修复污染地基的解析模型与数值模拟

作者：周薛浙江大学

学位级别：硕士

传统的土壤淋洗技术对于受污染细粒土的修复效果不佳,原因在于淋洗液的运移和污染物的提取均受到细粒土低渗透性的限制。竖井淋洗系统将塑料排水板引入到土壤淋洗技术中,通过缩短淋洗液的渗流路径从而加速淋洗修复过程,使得淋洗技术的... 详细信息

传统的土壤淋洗技术对于受污染细粒土的修复效果不佳,原因在于淋洗液的运移和污染物的提取均受到细粒土低渗透性的限制。竖井淋洗系统将塑料排水板引入到土壤淋洗技术中,通过缩短淋洗液的渗流路径从而加速淋洗修复过程,使得淋洗技术的有效性可以拓展到低渗透性细粒土。现有研究考虑了两种排水板布置方式,并将污染土体视为均质土,所获结论适用性有限。本文提出了两种工况下的淋洗修复数学模型,并推导了相应的解析解。针对竖井淋洗系统中塑料排水板呈交叉式布置的情况,提出了简化的二维平面模型;针对竖井淋洗系统中塑料排水板呈平行式布置的情况,基于现有关于均质土的解析模型提出了考虑土体分层特性的淋洗修复数学模型。此外利用有限元软件建立了竖井淋洗系统修复污染土体的三维有限元模型。借助于这些理论模型和数值模型,分析了影响竖井淋洗系统修复效率的主要因素,取得了如下的研究成果:（1）提出了一种适用于竖井淋洗系统的新型排水板布设方式,即排水板呈交叉式布置。针对排水板呈交叉式布置的情况,建立了简化的淋洗修复二维模型并推导了该模型的解析解。与数值解的比较验证了模型假设的合理性与解析解的正确性。计算结果表明在单个排水板注液速率相同的条件下,交叉式布置对应的淋洗修复效率显著高于平行式布置。（2）排水板呈正方形图案排列是交叉式布置中淋洗效率最高的布置方式。在这一布置方式下,随着两边排水板间距的同步增大,淋洗效率相应增大。分配系数对于淋洗效率具有显著的影响,分配系数越大,达到一定修复程度所需的时间越长。纵向和横向弥散度的同步增大会造成土体剖面上污染物浓度分布更加均匀,同时也会导致污染物平均浓度的升高。（3）针对竖井淋洗系统中排水板呈平行式布置的情况,提出了考虑土体分层特性的淋洗修复二维模型并推导了模型的解析解。分别与现有解析解和数值模型结果进行比较验证了该解析解的正确性。该解析解可用于评估竖井淋洗系统在成层污染土体中的修复效果。（4）对于由砂土层和粘土层组成的三层污染场地,砂土层渗透系数或厚度的增加均会导致竖井淋洗系统对粘土层的修复效率逐渐降低,并且当砂土层渗透系数比粘土层大两个数量级时,粘土层的修复效率会由于砂土层的出现而显著降低,即使砂土层的厚度远小于粘土层。这一结果表明竖井淋洗系统不适用于修复土层间渗透系数差异较大的非均质污染场地。（5）利用有限元软件COMSOL Multiphysics 5.4建立了采用平行式布置的竖井淋洗系统修复均质污染土体的三维有限元模型。模型计算结果表明排水板轴线上的污染物浓度分布与相邻排水板中间位置的浓度分布有一定差异,这种差异的大小主要取决于土体横向弥散度。在污染物总量相同的情况下,初始污染物浓度的分布不会影响系统的修复效率。

关键词：塑料排水板竖井淋洗系统交叉式布置土体分层解析解三维有限元模型

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塑料排水板处理软土堤基效果检测分析

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