真空预压加固对新近吹填软粘土地基水平向变形影响范围研究

摘要

采用真空预压法加固新近吹填软粘土地基,在提高地基承载力和改善土体变形特性方面具有明显优势。目前对于真空预压法的研究主要围绕加固区土体,但实际上真空预压过程会引起土体在更广泛的非加固区域内发生变形,甚至引发邻近房屋倾斜、管道断裂、路堤被毁等严重的工程事故。因此,探讨非加固区域土体的变形机理、分析地基水平向变形影响范围并最终建立合理评价真空预压法影响范围的理论体系是很有实践意义的新课题。本文结合理论分析和ABAQUS数值模拟对吹填软粘土地基在真空负压作用下的变形规律进行了详细的分析,取得了如下研究成果:
　　(1)加固区外土体的水平向变形来自是非加固区土体在负压渗流场作用下的变形、加固区土体固结引起的水平向收缩和非加固区侧向卸荷引起的变形,其中负压渗流场是影响非加固区变形的主要因素。
　　(2)基于Barron理想砂井固结方程,同时考虑地基土水平向与竖直向渗流,提出地基最终沉降的解析解,根据非加固区最大水平位移与加固区最终沉降量的经验关系,估算非加固区土体的最大侧向位移和整体变形水平。
　　(3)真空预压加固新近吹填软粘土的过程中,地表沉降量最大,沉降在加荷初期增长迅速,而后降低趋于稳定;水平位移和孔压变化规律与沉降变化规律相似,但存在滞后性;水平向变形影响范围比竖直向大。
　　(4)数值分析结果表明,减小塑料排水板长度可显著提高浅层土的加固效果,建议尝试采用短板、长—短板、分次插板等施工形式,控制负压作用下含水率超高的土颗粒的流动与变形,提高土层加固效果的均匀性。
　　(5)设置排桩可显著降低非加固区最大水平位移,在距离加固边界4m范围内存在布桩最优值,既可以控制加固区边界处的最大水平向位移,又可以减小非加固区的水平向变形量。

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 真空预压加固技术及水平影响范围的研究

1.3 本文的主要研究工作

第二章 真空下土体的水平向变形分析

2.1 新近吹填土的工程特性

2.2 真空预压加固土体的水平向变形机理

2.3 真空下土体的固结理论

2.4 本章小结

第三章 真空预压加固吹填土地基影响范围的数值模拟

3.1 数值模拟理论基础

3.2 真空预压数值模拟的关键问题

3.3 实际工程数值分析模型的建立

3.4 不同插板深度加固区域的影响范围研究

3.5 本章小结

第四章 新近吹填土真空预压中水平向变形控制研究

4.1 新近吹填土影响范围控制理论

4.2 控制变形影响范围的工程措施

4.3 防控措施的效果研究

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

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