土工管袋充填泥砂浆脱水特性吊袋模型试验研究

在我国河口海岸地区修筑土工管袋堤坝时,面临适合充填的砂类土严重缺乏的问题.而高含黏量泥砂充填管袋脱水固结速度太慢,不能满足潮间带上一天一层的施工要求,使该技术应用地区范围受到较大限制.在调研我国河口海岸地区管袋充填土颗粒组成特征的基础上,通过室内吊袋脱水模型试验,使用正交试验设计方法,系统研究了袋布织物孔径、充填土黏粒含量和砂粒占比(砂粒质量占砂、粉粒总质量的比例)对管袋保土性能、脱水速率和脱水程度的影响规律.试验结果及分析表明:当充填土的黏粒含量从规范建议的10%以内增加至15%时,脱水速率小幅下降,但大部分试验工况中吊袋依然能在10 h内完成初步脱水固结.75%的试验工况充填土流失率不超过30%,保土效果良好;袋布选型设计中,可采用O90/d90≤1.5作为保土准则.脱水速率主要随充填土黏粒含量增高、袋布织物孔径减小而降低,且充填土黏粒含量超过15%时脱水速率显著降低;最终脱水程度主要随充填土黏粒含量增高、砂粒占比的降低而降低,且砂粒占比低于35%时脱水程度显著降低;保土效率主要随袋布织物孔径增加、充填土黏粒含量降低而降低;通过选择合适孔径的袋布材料,充填土的含黏量上限可由规范建议的10%适当提高,其脱水固结速率可满足潮间带赶潮施工的要求.

充填料含粉量对横向吊袋脱水影响试验研究

充填土料中粉粒含量对充填管袋的脱水性能影响较大,进而影响到管袋筑坝的施工周期。考虑袋体缝制方式对脱水特性的影响,在研究充填料含粉量对纵向吊袋脱水影响的基础上进行了横向吊袋脱水试验,研究5种不同级配下横向吊袋脱水量随时间的变化规律,并分析充填料含粉量与脱水速率之间的关系以及与纵向吊袋脱水试验结果进行对比分析。研究结果表明:横向吊袋的脱水过程分为稳定阶段和不稳定阶段,其中,稳定阶段为脱水过程的主导阶段,且该阶段内的脱水速率与脱水时间呈线性关系,在不稳定阶段中,脱水速率随时间略有波动,待吊袋内形成稳定的反滤结构后脱水停止;以稳定阶段的平均脱水速率作为横向吊袋的脱水速率指标,则充填料的粉粒百分含量ω、不均匀系数自然对数ln C_(u)及中值粒径d_(50)与指标均存在二次函数关系,并将其拟合为3个不同的计算公式;当粉粒含量高于30%时,袋体的缝制对横纵向吊袋脱水速率有明显影响,且横向吊袋脱水速率快于纵向吊袋脱水速率。

充填料含粉量对管袋脱水影响试验研究

充填土料中粉粒含量对充填管袋的脱水性能影响较大,限制了充填管袋的施工周期。为评价充填料粉粒含量对充填管袋脱水性能的影响,以5种不同级配的充填料为研究对象,通过吊袋试验研究不同级配下吊袋脱水量、渗土量及渗土级配随时间的变化规律,并分析充填料含粉量与脱水速率之间的关系。研究结果表明:当粉粒含量超过20%时,吊袋脱水过程包括快脱、慢脱、回升3个阶段;当粉粒含量低于20%时,吊袋的脱水过程无回升阶段而仅包括快脱和慢脱两个阶段;充填料的粉粒百分含量、中值粒径及不均匀系数与吊袋脱水速率均呈钟形函数关系,为便于计算,可将其简化为3个不同的线性计算公式。研究成果可供充填管袋工程实践参考。

袋体织物缝制方式对管袋脱水性能的影响

充填管袋筑坝技术作为新型软基筑坝技术在河口海岸地区得到了广泛应用,其施工速度与充填管袋的脱水速率紧密相关.为探究袋体土工织物的缝制方式对充填管袋脱水速率的影响,利用同种土工织物缝制不同方向的吊袋进行室内吊袋脱水试验,并结合充填管袋在有压充灌时的受力情况,分析了土工织物缝制方式对充填管袋脱水性能的影响.研究结果表明:当土工织物的纬丝方向与吊袋径向一致时,即纬丝应力大于经丝应力时,吊袋的脱水速率更快;结合对充填管袋在有压冲灌时的应力分析得出,当土工织物的纬丝方向与管袋的环向一致时,脱水性能更优.