水平砂垫层加速城市固体废弃物降解固结理论研究

针对水平砂垫层加速城市固体废弃物(MSW)降解固结问题,首先,引入连续排水边界条件,建立双层MSW一维降解固结理论模型,得到相应的控制方程;其次,借助有限元软件COMSOL Multiphysics求得方程数值解,同时对固结过程中压缩性和渗透性的非线性变化条件进行简化,推导得到相应的解析解;最后,改变界面参数α取值,讨论排水边界条件对MSW固结性状的影响,探究水平砂垫层的最优铺设位置规律。研究结果表明:随着界面参数α增大,边界排水能力增强,加快了孔压消散速率,加速了主应变发展进程,但并不改变主应变和次应变发展的最终结果;固结度发展速率随着界面参数α增大而增大,在固结前期和中期这种情况更加明显;当时间一定时,边界排水能力逐渐变强,水平砂垫层最优铺设位置上移,即水平砂垫层最优铺设位置会向排水能力弱的边界偏移;与铺设在其他位置相比,水平砂垫层设置在最优铺设位置可以大幅度提高MSW降解固结效率。

无砂垫层真空预压法在地基处理中的应用——以台州湾循环经济产业集聚区三山涂涂面整理一期工程为例

根据该工程场地实际地质情况,结合陆域形成方式和使用条件,采用无砂垫层真空预压进行地基处理,可以解决传统真空预压法砂料用量大、软基上砂施工困难、施工工期较长和造价较高等问题,可供类似工程设计时参考。

水平排水砂垫层对天然地基固结效率影响分析

针对天然地基上的水平排水砂垫层,结合地基土体的渗透系数和厚度,综合考虑砂垫层的渗透系数、宽度和厚度对地基固结的影响,采用平面应变有限元方法,通过参数分析,研究砂垫层与地基参数共同作用对地基固结效率的影响,并采用砂垫层与地基的集总参数,分析其与地基固结效率之间的关系。结果表明:现行规范对于天然地基上砂垫层渗透系数的要求偏于保守;地基固结效率随集总参数的增大呈双曲线形非线性增加,且存在一个集总参数值,可以满足最优固结效率要求并可作为设计控制指标,用于不同地基土质条件下砂垫层的设计计算依据。

土工合成材料加筋砂垫层减小软土地基沉降试验研究

结合我国第一条客运快速铁路的建设(Vmax≥200km h),在一个长约324m的试验段内,设计了4种不同形式的土工合成材料加筋砂垫层用于软土地基的浅层加固处理,分别测试了经不同土工合成材料加筋砂垫层处理后的软土地基在上部路堤荷载作用下的沉降变形,格栅拉力和路堤基底压力等数据。

双层地基水平排水砂垫层位置优化研究

针对吹填土地基内水平排水砂垫层位置的优化问题,考虑双层地基内设置单一砂垫层的情况,采用分离变量法求出了地基超静孔压和平均固结度的解析解答,通过解答退化和有限元方法验证了解答的正确性,并讨论了下层与上层地基的渗透系数之比a、体积压缩系数之比b和厚度之比c对砂垫层最优位置的影响,最后通过算例对比了砂垫层设置在不同位置时地基的固结效率。结果表明:同一时间因数下,下层与上层地基的渗透系数之比a<1时,砂垫层的最优位置随着a的增大逐渐向下移动,a>1时,则相反;下层与上层地基的体积压缩系数之比b<1时,砂垫层的最优位置随着b的增大逐渐向下移动,b>1时,则相反;下层地基的固结系数较大时,在固结前期,砂垫层的最优位置随着下层与上层地基厚度之比c的增大逐渐向上移动,在固结后期则相反。算例计算结果显示:地基固结度达到90%时,砂垫层设置在最优位置相比未铺设砂垫层能节省大量时间。

基础下砂垫层隔震性能振动台试验研究

通过室内模型试验,以刚体试块代替刚度较大的砌体建筑物,进行了震动台的模拟试验,探讨了不同粒径砂垫层不同厚度下的隔震情况,研究了砂垫层减振的减振率.结果表明:单一粒径比连续级配的砂垫层减振效果好;单一粒径的砂垫层较大粒径的砂垫层减振效果较好;无论何种粒径,随着厚度的增加,减振率有所增加.

砂垫层控制活性炭滤池无脊椎动物穿透研究

为控制无脊椎动物穿透带来的过滤水感官问题和潜在的安全风险,添加一系列不同粒径和不同高度的砂垫层于5根活性炭(Granular activated carbon,GAC)滤柱中.在10个月的连续运行期间,滤柱出水中共检出7类无脊椎动物(其中轮虫和甲壳类生物为优势种群).结果表明:砂垫层的添加可以有效防止无脊椎动物的穿透,且随着砂垫层高度的增加去除率逐渐升高,轮虫和体长大于200μm无脊椎动物的去除率分别达46.6%和85.5%,石英砂粒径对轮虫的去除影响较大;砂垫层可以有效去除水中颗粒物,且出水中颗粒数与无脊椎动物丰度显著相关.

复合地基中砂垫层作用机理研究

对复合地基砂垫层建立砂、土、桩复合单元体,利用砂垫层极限平衡理论推导出砂垫层桩土应力协调方程,并应用该方程对桩土应力比、砂垫层厚度以及置换率等综合因素进行分析,且分析结果与实际情况完全吻合,很好地反映了砂垫层的作用机理.

土工格栅、格室加筋砂垫层大模型试验及抗变形能力分析

对土工格栅及土工格室加筋砂垫层处理松软地基进行了室内大模型试验 ,对其抗变形能力进行了较为详尽的试验及理论分析。试验结果表明 ,加筋垫层能够有效分散荷载 ,显著提高地基K3 0 值 ,使地基下沉减少40 %左右。

双层滤管无砂垫层真空预压法处理超软海底吹填淤泥

针对沿海吹填成陆工程中的海底吹填淤泥场地地基承载力极低,无法进行后续建设施工的问题,通过现场对比试验,研究了双层滤管无砂垫层真空预压法在该类场地的应用.现场试验监测结果表明,双层滤管无砂垫层真空预压法取得的沉降大小和均匀度、孔压下降幅度和均匀度以及地基承载力等加固效果指标明显好于常规的无砂垫层真空预压法,因此双层滤管无砂垫层真空预压法是一种可行、经济的超软海底吹填淤泥处理方法.

含砂垫层地基二维固结自由应变解

为分析含水平向排水砂垫层地基的固结问题,针对平面应变条件下的二维自由应变固结微分方程,分别考虑待固结土体顶底双面和顶面单面含有砂垫层的工况,采用分离变量法,推求得到了超静孔压和整体平均固结度的显式解析解答,并与有限元法的计算结果对比,验证了其正确性。同时,分析了待固结土体不同渗透系数、土层宽度和厚度条件下,砂垫层渗透系数和厚度对其固结的影响。结果表明：砂垫层渗透系数与待固结土层渗透系数的比值是砂垫层设计中的关键参数。要使砂垫层接近或达到完全透水边界条件,该比值应介于104~105之间,待固结土层越宽、渗透系数越小,所要求的比值越大。

软弱滩涂上堤基细砂垫层的适用性研究

结合浙江省平湖市白沙湾—水口围涂一期工程实例及相应原位监测成果,从堤坝工程对砂垫层的渗透性能需求着手,探讨土工织物加筋和细砂垫层应用于软弱滩涂海堤工程的可行性。数值分析结果表明,基于对固结、变形和稳定的综合考虑,在实际选择砂源时,作为水平排水体的砂垫层渗透系数最好大于5×10-3cm/s;土工加筋对堤基的沉降和孔压影响不大,对提高堤基的整体稳定性作用显著。当细砂垫层由于渗透系数不满足稳定要求时可采用土工织物加筋。实践结果表明,对于场地附近区域缺乏碎石料而砂源充足的软弱滩涂上的堤防工程,采用细砂作为水平排水垫层兼以土工织物加筋是可行的,所得结论和规律可为类似工程提供理论支持,并指导设计和施工。

无砂垫层真空预压法加固大面积软土地基的实例研究

结合温州民营经济科技产业基地丁山围垦区2标3#区37.32万m2吹填场区应用无砂垫层真空预压法进行软土地基处理的工程实例,介绍了无砂垫层真空预压的设计和施工过程。通过分析加固区表层沉降、孔隙水压力、静力触探试验、十字板剪切试验等实测数据,评价了其进行软土地基处理的加固效果,证明了无砂垫层真空预压法是一种加固大面积高压缩性软土地基的行之有效的方法,可以取得理想的加固效果。

橡胶砂垫层在不同类别场地上的减震效应研究

橡胶砂(RSM)垫层减震是一种适用于低层房屋的低成本减震方法,关于场地类别对其减震效应影响的研究尚未开展。采用简化的层间剪切模型模拟减震垫层-上部结构动力相互作用体系,建立了RSM垫层"减震地基"分析模型。针对30%配比的橡胶砂,考虑3种垫层厚度200 mm/300 mm/500 mm、4种基底压力50 kPa～300 kPa,基于对取自于不同场地类别的195条地震波的刚性地基反应谱和RSM垫层"减震地基"反应谱的分析对比,得到以下结论:(1)RSM垫层的减震效应受场地类别的影响,场地卓越周期越短,减震效应越好;(2)RSM垫层厚度越大,减震效应越好,但当垫层厚度达到500 mm时,减震性能鲁棒性变差,且这种鲁棒性的劣化与场地类别无关;(3)各种场地类别地震波作用下,RSM垫层减震效应均随输入地震加速度和基底应力的增大而增加,但随着前者的增加,后者的影响减小。

排水固结法砂垫层厚度需求

排水固结法需要的砂垫层厚度一直存在争议。根据路基和大面积堆场横断面上沉降分布的特点,按照砂垫层排水能力等于地基固结排水速率的原则推导得到了不同断面形式的砂垫层对应的砂垫层水头公式和砂垫层厚度公式。研究表明,砂垫层厚度需求值与路基宽度(或盲沟间距)、主固结沉降速率、砂垫层渗透系数、砂垫层最大水头等有关。砂垫层断面形式或参数不同,水头曲线不同。相同用砂量、相同排水速率时,半凹透镜断面砂垫层水头小于其他形式断面砂垫层。工程实例表明本文方法是符合实际情况的。

落石冲击作用下钢-混凝土组合梁上砂垫层的耗能性能

为了研究落石冲击作用下钢-混凝土组合梁上覆盖砂垫层的耗能性能,进行了6根梁的模型试验和25根梁的SPH-FEM分析。试验选取混凝土圆台的落体冲击能和级配中砂垫层的厚度作为研究参数。对SPH-FEM计算结果进行统计,得到这类组合梁的冲击能量耗散与落体冲击能、垫层厚度之间的关系式。研究表明,在垫层厚度适中的情况下,垫层能量耗散效率随着落体冲击能的增大而提高。级配砂垫层厚度为1/20～1/10的梁跨度时,可以明显减小钢筋混凝土面板的最大裂缝宽度和组合梁的最大挠度。当砂土垫层厚度相同(组合梁跨度的1/40～1/8),砂土耗能与落体冲击冲击能成正相关。当落体冲击能相同时,砂土垫层耗能与砂土垫层厚度(组合梁跨度的1/40～1/8)成正相关。落体冲击能、砂土垫层厚度相互作用时对砂土垫层的能量耗散效率的影响最大。通过回归统计得到的公式可以通过不同厚度的砂土垫层和落体冲击能计算出砂土消耗的能量。

输入地震动对砂垫层隔震的影响

在地基与基础之间设置砂垫层来达到隔震和减震的目的,是建筑物隔震、减震技术研究的新领域。对地震波波形、地震波谱特性、人工波三种情况分别进行了研究,得到相应的反应谱;砂垫层剪切波速、砂垫层厚度与最大加速度的关系曲线;砂垫层刚度不同时、砂垫层厚度不同时的加速度反应谱,以期完善该理论。

砂垫层厚度及基底压力对地面地震反应的影响

我国地震区分布范围广,发震频繁。随着科学技术的进步、计算机的运用等,国内外对建筑结构减震、隔震方法的研究与应用取得了很大的发展,但仍有许多问题有待解决。特别是我国为农业大国,目前中、低层房屋仍然较多,采用在基础与地基之间设置砂垫层的方法,以最少的造价,达到减小或不放大地震对地面的影响,最终达到减震、隔震的目的是一种切合实际的方法。在研究了砂垫层厚度及基底压力对地面地震反应的影响后,得到了一些有益的结果。

砂垫层刚度对地面地震反应的影响研究

我国是一个多地震国家,地震区分布范围广,发震频繁。因此减震、隔震技术对国民经济基本建设具有重要意义。随着科学技术的进步、计算机的运用等,减震、隔震方法的研究与应用取得了很大的发展,但仍有许多问题有待解决,特别是就我国目前中、低层房屋较多的实际状况而言,这一问题显得尤为突出。采用在基础与地基之间设置砂垫层的方法,减小或不放大地震对地面的影响,最终达到减震、隔震的目的。在提出砂垫层隔震概念及其与《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的区别之后,研究了砂垫层刚度对地面地震反应的影响,得到了一些有益的结果。

约束砂垫层隔震试点工程介绍

简要介绍了约束砂垫层隔震的原理及其在平湖市广陈镇农村抗震设防示范工程中的应用,并进行了振动台模型试验和对试点建筑人工激振的响应测试。模型试验结果与人工激振响应实测结果表明:隔震效果良好,且减震效果随着地震动加速度的增加而改善,因此特别对"大震不倒"具有更好的设防效果。