在绿色环保、节能减排的大趋势下,真空预压法处理淤泥土地基有必要改变较为粗放的设计和施工方式,这就需要对真空预压法进行更为精细化的研究。本文对真空预压处理吹填土预压地基时,单根塑料排水板的有效影响范围进行深入研究,以传统固结方程为基础,推导出考虑塑料排水板通水量变化的解析解,从理论上分析了塑料排水板有效影响范围的变化规律;然后设计并开展了不同加固时间的室内模型试验,进一步分析土体固结的发展规律,验证了理论分析结果;最后鉴于塑料排水板的淤堵是有效影响范围变化的主要影响因素,从淤泥土颗粒的迁移和排水板滤膜的孔径变化两方面分析研究了塑料排水板的淤堵效应。从而为真空预压加固新近吹土淤泥地基的理论发展提供有益的探索。本文的主要研究结论概括如下:(1)推导出考虑塑料排水板井阻的固结方程,利用其解析解得出土体不同位置的固结度,从而分析塑料排水板的有效影响范围。认为塑料排水板的有效影响范围并不总是一个圆柱状,而是一个由倒圆锥状,到倒圆台状,最终成为圆柱状的变化过程。(2)在地基处理范围内,真空预压的有效加固深度并不是水平不变的,而是呈现锯齿状。靠近排水板的加固深度较大,排水板之间的区域加固深度较小。(3)塑料排水板的井阻对其有效影响范围有显著的影响。井阻因子α≤0.4时,塑料排水板的有效影响范围最终会达到圆柱状,延长固结时间可以改善排水板的有效影响范围;当井阻因子α>0.4时,塑料排水板的有效影响范围只能是圆台状,增加固结时间对有效影响范围的变化基本没有影响。此外,涂抹区厚度、渗透系数比、井径比对有效影响范围也有一定的影响。(4)室内模型试验的结果表明,土体中的真空度明显滞后于排水板板边真空度出现,存在一个启动时间。一般来说,启动时间与土体深度和距排水板的远近有关系。同时,排水板板边的真空度沿深度衰减是近似线性的,衰减幅度约为14kPa/m。而土体中真空度的衰减,在竖向和径向上均可近似看成指数衰减。(5)土体十字板剪切强度和含水率的测试表明,土体的固结是以排水板为中心,首先出现在靠近排水板的土体表层,然后逐渐向远离排水板的土层表层和靠近排水板的土体深处扩展,最终扩展到远离排水板的土体深层。这也验证理论分析的结论,即塑料排水板的有效影响范围并不总是一个圆柱状,而是由倒转的圆锥状,到倒转的圆台状,最后趋向圆柱状的变化过程。(6)通过对室内模型中不同固结时间不同位置土体的颗粒分析试验表明,真空预压过程中,淤泥土颗粒会发生迁移现象,粒径在0.005mm~0.075mm之间颗粒最易发生迁移。粒径大于0.075mm的砂粒和粒径小于0.005mm的粘粒基本不发生迁移。(7)排水板滤膜的压汞试验表明,塑料排水板滤膜易淤堵的孔径为0.01mm~0.075mm。随着抽真空时间的增加,滤膜的总孔隙体积不断减小,即是滤膜发生了淤堵,且淤堵有严重的趋势。同时,滤膜不同孔径的淤堵程度不同,滤膜孔径大于0.075mm的孔洞基本不会发生淤堵。