径向预压加固软土地基的试验研究

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软土分布广泛,伴水而生,它是在水流缓慢或静止环境中沉淀的细粒土。大致分布在平原地区河流的河滩、河曲、牛轭湖发育地带,大河下游入海口处的三角洲、冲击平原处以及内陆湖盆、洼地、内海沿岸等,人类的城市的聚集点大都在分布在以上地区。但由于软土的高含水率、高压缩性和低强度等特殊工程特性,其天然物理力学性能往往难以达到承载力设计标准,地基土体需要经过一定的处理才能使用。本文提出了一种新型软土地基加固思路—径向预压处理软土地基。本文对径向预压处理软土地基的排水固结机理展开了分析,结合渗流、固结、沉降等相关理论,采用自行研制的室内试验模型设备对配制软土试样进行模型试验研究。通过前后近半年的室内模型试验,收集了大量数据,对比分析了试验组与对照组处理过程中的排水量和沉降变化规律,以及土样处理前后的内摩擦角、黏聚力、含水率、密度等参数变化规律。同时根据实际试验过程中出现的问题,为后续的研究提出了一些建议。论文主要取得以下成果:(1)成功研制了径向预压模型试验装置,该装置使用定制橡胶气囊加压膨胀,气囊壁水平挤压作用土体;模型顶部采用大容量水桶模拟堆载,整体试验效果良好。通过两次室内模型试验,对径向预压联合堆载预压法作用下,加载过程中土体的排水量变化规律开展研究,并结合机理分析,验证了径向预压加速软土地基排水的可行性与有效性:加载阶段,试验组排水量约为对照组的2倍。(2)通过对照试验,与堆载预压法处理软土地基的效果进行对比,发现径向预压联合堆载预压法处理后对应土层土样的c、?值基本上高于堆载预压法(对照组):试验组不同土层?值是对照组的1.07~2.00倍,试验组不同土层c值是对照组的0.92~3.89倍。在竖直方向上,处理后土样的抗剪性能在竖直方向呈随着深度的加深而降低的趋势;但深度越深,径向预压联合堆载预压较堆载预压的效果越显著,且土样的初始含水率越高,效果差距越大。(3)通过两次模型试验,试验组土样平均含水率降幅基本为对照的2倍,初始含水率愈高,处理后单位距离土体含水率差值随地基深度加深而变大;总体上,加载后的软土地基各层土样密度随深度的加深呈先降低后升高趋势,在相同加载时间内,土体处理前含水率愈高,密度提升愈大。(4)试验监测过程中,试验组地基沉降变化规律显现出不利的一面:试验组(径向预压联合堆载)地基表面出现不均匀沉降,局部甚至发生隆起现象。
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