真空联合堆载预压法现场试验研究及数值分析

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真空联合堆载预压法作为一种有效的软土地基加固方法,具有许多的优点,已经被广泛应用于水利、交通与民用建筑等软基处理工程中,真空联合堆载预压法的施工工艺、设计理论等方面的研究已经取得了较大的进展,但是相对于工程实践,很多理论问题仍然需要进一步探讨。本文基于常熟康博村真空联合堆载预压软基加固工程,通过现场监测,并整理大量实测数据,对加固过程中的地基变形、孔压等变化规律进行深入研究。此外,利用室内试验获取土体模型计算参数,对真空联合堆载预压法加固软基进行二维平面数值模拟计算,同时对地基加固效果的影响因素做了比较分析。主要研究内容和成果如下:(1)整理现场监测数据,分析加固过程中地基沉降、水平位移及孔隙水压力的变化规律,对真空联合堆载预压的加固原理进行分析。通过现场原位测试及理论计算,被加固淤泥层的静探比贯入阻力Ps平均提高65.9%,承载力提高了50%以上,地基平均固结度达到88.2%,达到预期加固效果;此外,根据本工程的△u~△p曲线得出△u/△p的最大值可以达到0.9,地基不会出现失稳,类似工程可以参考本文的建议指标控制堆载速度。(2)从土体的受力、变形以及加固过程中应力路径的变化等方面,对真空预压、堆载预压和两者联合作用的加固机理进行了对比分析,说明真空联合堆载预压的加固效果要比单纯的真空预压和堆载预压更好。(3)通过摩尔库伦模型和修正剑桥模型的对比分析,说明修正剑桥模型更适合应用于真空联合堆载预压的有限元分析计算;总结了砂井地基的二维平面简化计算方法,说明将砂井地基转化为砂墙地基的方法能够较好的反映排水体对地基孔压分布的影响,表明对砂井地基采用二维平面有限元模拟计算是可行的。(4)采用ABAQUS有限元软件对真空联合堆载预压工程进行模拟计算,同时对地基加固效果的影响因素做了对比分析。结果表明:增大膜下真空度并在施工过程中保持不变,能够有效的提高地基加固效果;在排水板打设深度内,排水板的通水能力越好,地基沉降速率和真空度的传递速率就越大;地基表面沉降量随排水板间距的减小而增大,减小排水板间距可以提高地基排水速度,加快超孔压的消散速度;排水板应打穿被加固的软土层,但是纯粹增加排水板的打设深度并不能够取得预期的加固效果。
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