真空堆載聯(lián)合預(yù)壓軟土地基加固機(jī)理研究

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1、河海大學(xué)博士學(xué)位論文真空堆載聯(lián)合預(yù)壓軟土地基加固機(jī)理研究姓名：阿里哈桑申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：劉漢龍20050304摘要預(yù)壓，有時也稱預(yù)壓縮，是一種常用的軟土改善技術(shù)。在實踐中，預(yù)載最常見古老的形式是通過堆積砂填料產(chǎn)生超載機(jī)理。近年來，作為一種新技術(shù)方法的真空預(yù)壓法，是一種常見的軟土改善處理方法。真空預(yù)壓是另一種形式的預(yù)壓，它不需要填料，因為荷載是通過密封的橡皮膜系統(tǒng)以真空的形式作用于土體表面。真空使得土體中的孔隙水流出，并產(chǎn)生負(fù)孔壓。真空預(yù)壓法，除了通過增加總應(yīng)力來增加有效應(yīng)力外，它還依賴通過減

2、小孔壓來增加有效應(yīng)力。因此，真空一堆載聯(lián)合預(yù)壓法可縮短固結(jié)時間，對那些需要相當(dāng)長時間的固結(jié)特別適合，而且不危及試驗路堤的穩(wěn)定性。用填土超載的方法來快速預(yù)載是行不通的，因為很難在軟土上迅速建筑一個數(shù)米高的填土路堤。真空預(yù)壓中，砂井和近年來使用得很多的預(yù)制豎向排水板PVDs是用來傳遞真空以及消散孔壓的。預(yù)知次固結(jié)，對地上建筑物，如建于軟土上的高速公路路堤的維護(hù)是重要的，因為它們會導(dǎo)致不可忽視的沉降。關(guān)于一維，二維以及三維情況下的次固結(jié)有很多論文資料，但所有這些都沒有研究真空預(yù)壓法情況下的蠕變固結(jié)。本文主要內(nèi)容包括：(1

3、)本文研究了真空預(yù)壓下級配良好土體的蠕變特性和微觀結(jié)構(gòu)。(2)研制了一種新的三軸固結(jié)儀，并試驗研究了中國浙江的溫州軟粘土隨時間變化的特性。(3)因為水流的豎向及水平的流動改變了邊界和初始條件，所以本文在太沙基的豎向固結(jié)理論豎向和巴隆的水平固結(jié)理論的基礎(chǔ)上，還研究了真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓和真空一堆載聯(lián)合預(yù)壓下的豎向固結(jié)的解析解。(4)流變學(xué)是研究真實材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)隨時間改變的一門科學(xué)。本文考慮了土體體積變化的流變特性，即彈性，塑性，粘滯性。當(dāng)粘土受恒載，在時間間隔內(nèi)，粘土的變形會有粘滯性。土體隨時間變形的大小取決于粘

4、土的性質(zhì)。真實體取決于時間的變形由粘土的所有性質(zhì)：彈性，塑性。粘滯性決定。因為其性質(zhì)可能以不同的組合出現(xiàn)，對真實體變形的描述是很困難的。因而，真實體的變形是通過考慮了簡化了的特性或理想體的特性的模型來解釋的。這類模型就是流變模型。在本文中，考慮了于粘滯性有關(guān)的主要現(xiàn)象，即蠕變。在恒載下，與時間有關(guān)的變形叫做蠕變。在土體中，能區(qū)分出兩種取決于時間的現(xiàn)象類型：一種是由于超孔壓的消散：另一種是由土體框架的內(nèi)在粘滯性，如蠕變，應(yīng)力松弛以及應(yīng)變速率引起。在本文中，由于粘滯性將研究土的時效性。因而，下文中的時間效應(yīng)，實效變形、

5、時效性等，它們都是由土框架的粘滯性而引發(fā)的土的性質(zhì)。(5)對經(jīng)過賓空預(yù)壓、堆載預(yù)壓、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓后的土樣進(jìn)行電子顯微鏡掃描，通過使用掃描電微和電腦圖象處理系統(tǒng)GE01MAGE，作為微觀結(jié)構(gòu)的量化技術(shù)，就能得到土骨料的調(diào)整以及它的空隙。用參數(shù)來反映各向異性并分析了掃描電微圖象的平均信息量。本文的機(jī)理研究表明真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是一種有效的軟基加固方法。今后可對蠕變中的體積應(yīng)變、應(yīng)變速率及EVP模型在真空預(yù)壓下細(xì)粒土的蠕變分析做進(jìn)一步研究。關(guān)鍵詞：軟土，改善，真空預(yù)壓，超載，機(jī)理，固結(jié)，三軸儀，滲透性，孔隙比，孔壓，

6、理論，蠕變，偏應(yīng)變，微觀結(jié)構(gòu)，變形。ABSTRACTPreloadingisapopularsoilimprovementtechniqueforsoftsoilssometimesnamedpre—compressionThemostcommonandoldestformofpreloadingusedpracticallybyheapingfillmaterialsofasandfillinducingmechanicalsurcharging．Recently，oneofthecommonsolutionsf

7、orsoftsoilimprovementistheuseofvacuumpreloadingasanewmethodtechnique．Vacuumpreloadingisanotherformofprehiading．doesnotinvolveafj】JmaterialsincetheloadappliedtothesoilsurfaceisintheformofavacuumthroughascaledmembranesystemThevacuumcausesthepore-waterdrainout，an

8、dcreatesnegativepore—waterpressuresinthesoilVacuumpreloadingisatechniqueusedtOimprovethestrengthofsoftclayeysoils．Invacuumpreloadingmethod，besideofincreasingtheeffectivestressesint