考虑井阻效应及径向渗透系数变化下砂井地基的大变形固结

基于Barron砂井地基等应变固结理论及Gibson一维大变形固结理论,同时考虑了砂井的井阻效应、径向渗透系数的变化及竖向渗流等因素,推导建立了更具普遍性的砂井地基大变形固结方程,并采用有限差分法对该方程进行了求解。通过将所求的差分解答与已有的固结模型及小变形解析解进行比较,对差分解答的正确性进行了验证。基于差分解答,对砂井地基的大变形固结性状展开分析。分析表明:砂井的井阻效应会降低砂井地基的固结速率,但当砂井的渗透系数增大到一定程度时,砂井的井阻效应可忽略;径向渗透系数的变化模式会对砂井地基的固结速率产生较大影响,相比于线性变化模式,抛物线变化模式下的固结速率较快;竖向渗流加快了砂井地基的固结速率,当井径比较小时,应考虑竖向渗流对砂井地基固结速率的影响;压缩指数与渗透指数的比值越大,砂井地基的固结速率越慢。

碎石桩排水能力和井阻效应对复合地基孔压计算的影响

国内外许多学者基于假定桩体材料排水能力为无限大基础上,研究了碎石桩复合地基排水减压作用在饱和粉土地基抗震液化方面的特性。在实际工程中,碎石桩的排水能力与地基土体相比是在一个可比的数量级上,并不是无限大的。利用巴隆固结理论,优化相应的边界条件和初始条件,综合考虑在地震作用时间极短的状况下,引起的超孔压消散速度是有限的,以及散体材料本身会对进入桩体中的水的垂直渗流有一定的阻力作用等条件下,研究了碎石桩在地震作用期间的排水减压作用,并提出了由地震引起的碎石桩复合地基中超孔压发展规律的拟合公式。经过工程实例的对比分析,对碎石桩排水减压作用在抗震液化能力提高方面进行评价,为饱和粉土地基抗震液化设计提供一定的参考。

塑料排水板加固软土地基中涂抹与井阻效应的数值研究

塑料排水板为竖向排水体的排水加固法在软土地基处理中应用广泛。在塑料排水板的施工和工作过程中,需要考虑由于施工引起的涂抹效应和土体变形等引起的井阻效应,对排水板工作性能和加固软基效果的影响。本文通过某堆场的数值研究,分析了不同涂抹比、渗透比和纵向通水量情况下的堆场地基加固效果,得到了一些有意义的结论。

考虑变井阻和涂抹效应的真空预压三维有限元分析

真空预压工程中塑料排水板等竖井通水量随地基深度和固结时间而变化,即变井阻效应已经证明是实际存在的。另一方面,在真空预压工程三维有限元分析中,由于竖井和涂抹区在有限元模型中的划分使得三维有限元模拟较为困难。为真实模拟真空预压工程实际情况,在有限元分析中引入变井阻数学模型,并给出变井阻无量纲参数A_1、α_2。另外,为降低三维有限元建模难度,选用合适的网格单元简化竖井区,并用等效方法简化涂抹区,实现了考虑涂抹、变井阻效应的三维有限元分析。以天津港某围海造陆工程为例,建立三维有限元模型进行分析计算,对比分析计算值与实测数据,验证了程序的合理性,为以后软基加固工程三维有限元模拟提供了一种有效方法。

考虑变井阻的多元复合地基固结理论研究

该文以塑料排水板联合水泥搅拌桩多元复合地基为研究对象,通过假定排水板的渗透系数随时间呈指数型衰减,考虑了排水板在固结过程中的淤堵效应对地基固结性状的影响。同时,该文还考虑排水板的涂抹效应、水泥搅拌桩的扰动效应以及土体的径-竖向耦合渗流,推导得出多元复合地基的固结控制方程及其解答。通过与已有解答和现场试验的对比分析,验证该文解答的正确性。最后,采用参数敏感性分析法对多元复合地基固结性状进行研究。研究结果表明:复合地基井阻因子θ对固结后期影响较大,当θ值较大时,径向渗流由于排水板的淤堵效应将提前终止,最终仅由竖向渗流使得地基达到完全固结;初始渗透系数k_0越大,井阻因子θ越小,涂抹作用越弱,板和桩的置换率越高,复合地基固结速率就越快。

基于排水法砂土地基抗液化评估方法对比

传统的抗液化措施以密实法为主,对于细粒含量高的砂性土,由于密实效果有限,需要采用基于排水法的抗液化措施,而目前国内标准中尚无以排水法为主的抗液化设计方法。针对国内外常用的排水法抗液化设计方法,通过选取的工程案例进行计算,对不同方法的差异性进行分析。结果表明,等应变模型方法与自由应变模型方法相比,计算公式简单,方便工程推广应用;不考虑井阻的方法计算得到的孔压比仅为考虑井阻时的10%~24%;等应变模型王四根法计算的超孔压比随深度增加而增加,与实际液化调查规律相符,但计算的最大值和平均值均比Onoue法和吴世明法偏大。

考虑井阻随时空变化的竖井地基大应变非线性固结分析

高压缩性软土具有典型的几何非线性和材料非线性特征,但目前能考虑井阻随时空同时变化的高压缩性土竖井地基大应变非线性固结解答还很鲜见。考虑土体的非线性压缩渗透特征,引入随时间和深度同时变化的变井阻模型,在拉格朗日坐标系下建立以超静孔压为变量的竖井地基大应变非线性固结模型。利用有限差分法获得模型的数值解答,并将其与特殊情况下竖井地基小应变解析解及大应变固结解对比分析以验证其可靠性。不同工况下竖井地基大应变固结性状分析表明:井阻随时空演化的变井阻效应会明显降低竖井地基的固结速率,且井阻的时间效应对固结速率的影响更明显,但变井阻效应并不会影响竖井地基的最终沉降量;初始有效应力均匀分布下的竖井地基固结速率相比其随深度线性增加时较慢,且2种情况下的竖井地基最终沉降值一般不再相等,沉降曲线间的差异也较大;任意深度处井周流入砂井的流量均相等的假定导致竖井地基固结速率偏快,使实际计算会过高估计竖井地基的固结速率;竖向渗流对地基固结的促进作用随竖井长度与竖井影响区半径之比的增大而减小。

超载预压结合塑料排水板处理软基的设计探究

工程中采用超载预压结合塑料排水板进行软土地基处理,通过对地基固结沉降、排水板井阻效应影响、地基土强度增长的分析判定,提出合理的预加荷载及预压周期控制,使设计做到科学、经济、合理。