真空动力固结处理吹填淤泥地基试验研究

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目前,许多沿海地区的填海造地工程都采用吹填淤泥进行,吹填淤泥往往具有岩土性能差的工程特性。传统的真空预压已不能满足工期以及承载力等方面的要求,真空预压联合其他工法成为趋势。近年来,人们提出了一种综合真空预压法和动力固结法两种施工技术特点的地基处理方式——真空动力固结法。该方法是一种真空荷载-动力荷载-排水体系三者耦合的加固工法,并将排水固结的思路引入到动力加固方法中,使之适用于吹填淤泥地基的加固。与其他加固方法相比,具有工期短、造价低等优点,且加固效果十分显著。在实际应用中,该方法的设计与施工都还处于边试验边应用阶段,对真空动力固结法进行进一步探索,并将其应用于大面积软土地基处理工程中具有重要的推广价值。本文先对真空预压法、动力固结法、真空动力固结法加固机理进行了阐述与讨论,再以温州吹填淤泥作为研究对象,通过室内模型试验、直剪试验、无侧限抗压强度试验、固结试验、扫描电镜图像结合Image-Pro Plus 6.0软件分析与压汞试验,对真空动力固结法进行综合探究。主要工作如下:(1)通过室内模型试验,探究真空动力固结法不同夯击方式对排水板周围淤堵效应的缓解作用。对于夯击顺序,试验结果表明采用先夯击外圈土体后夯击PVD周围内圈土体的夯击工艺,处理吹填淤泥加固效果最优。对于夯击能量,宜采用外重内轻的夯击方式,有利于吹填淤泥加固更加均匀。(2)对吹填淤泥不同夯击击数下的真空动力固结特征进行了模型试验研究。然后,取其土样,重点探讨在不同夯击次数下土样的力学参数变化规律,分析了不同夯击击数对吹填淤泥的应力应变曲线、无侧限抗压强度、粘聚力、内摩擦角、压缩曲线、压缩指数和孔隙指数的影响规律。在12组模型试验指标和力学参数的建议中,建议夯击击数取5的最多,约占46%,其他参数意见比较分散。(3)对不同夯击击数对应的土样进行微观结构分析,探究了真空动力固结法不同夯击击数下的土样结构状态调整规律,分析了不同夯击击数对吹填淤泥的孔隙率、扁平度、分形维数、形状系数、孔隙率、进汞量增量和孔径分布的影响规律。在8组建议方案中,经过较为全面的考虑,以5击作为推荐夯击击数。
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