真空预压法加固尾矿软泥现场试验研究

针对尾矿泥含水率高、强度低导致的铀尾矿库坝体稳定性差及覆盖层施工难度大等问题,开展了真空预压法联合塑料排水板加固尾矿泥现场试验,分析了在不同塑料排水板间距下尾矿泥地表沉降、分层沉降、侧向位移、固结度、孔隙水压力等参数的变化规律,并进行了现场十字板剪切试验及地基承载力试验。研究表明,真空预压法可加速尾矿泥脱水,有效降低尾矿泥含水率,提高尾矿泥强度及承载力,且排水板间距1.0 m时的加固效果较好。真空预压法成本低、效果好、安全环保,在尾矿泥原位脱水加固中具有广阔的应用前景。

路堤荷载下长板-短桩工法复合地基

提出了长板-短桩工法复合地基的软土地基加固方法:将水泥土搅拌桩法与塑排板排水固结法结合起来,用短的搅拌桩加固上部软土地基,用长的塑料排水板插入深层软土地基,填土预压联合处置深厚软土地基,形成新的联合处理工法.在江苏省淮盐高速公路软土地基处理试验段的监测与测试结果表明:长板-短桩工法复合地基对短桩以下软土的加固效果较好,且有利于提高地基的承载力和稳定性.在长板-短桩工法处理段落,短桩有一定的向下刺入,桩土应力比较小,桩土变形相对协调.通过改变短桩的桩长和桩间距,可以调整地基的总沉降.

直排式真空预压法下竖井地基的非线性固结解析解

针对现有直排式真空预压法固结解未同时考虑土体非线性和逐渐加载这2个因素的不足,基于竖井内的真空负压沿深度方向呈线性分布的假设,同时考虑堆载引起的附加应力随时间的变化,采用非线性渗透和压缩模型,推导直排式真空预压法下竖井地基固结的通用解。在通用解的基础上,针对瞬间加载、线性加载和多级线性加载这3种特殊加载模式给出详解。研究结果表明:土体的渗透指数与压缩指数之比(c_c/c_k)、最终有效应力与初始有效应力之比以及堆载随时间的变化会对直排式真空预压法下的竖井地基固结度产生较大影响;当c_c/c_k<1.0时,最终有效应力与初始有效应力之比越大,固结速率越快;当c_c/c_k>1.0时,最终有效应力与初始有效应力之比越大,固结速率越慢;线性加载和分级线性加载可有效降低土体中的最大超静孔压;土体中的最终超静孔压为负压,在数值上与竖井内的真空负压相等。

真空预压作用下竖井地基孔压消散研究

考虑竖井地基变形和渗流属于三维问题,提出真空预压作用下竖井地基的三维单井有限元计算方法。根据经典比奥固结理论,编制了可以考虑孔压、位移耦合的三维有限元程序。结合提出的三维单井有限元计算方法,应用该程序,分析某高速公路试验段在不同竖井间距、不同竖井打入深度下的孔压消散情况。分析表明:竖井地基的孔压消散规律为竖井间距越小,土体固结越快;竖井打入越深,下卧层孔压消散越快,处理区固结稍慢,但有利于整个土体固结。实际应用中竖井间距可取为1.0～1.5m,竖井应尽量打穿软土层,未穿时,可按5m影响深度考虑下卧层的固结。

未打穿竖向排水井地基固结理论

研究了单面排水条件下未打穿竖向排水井地基的固结问题,通过在排水井底面以下土层中设置虚拟排水井,得到了能考虑该土层三维渗流的解析解,这也是迄今与实际情况最接近的未打穿排水井地基固结解。根据所得解编制了计算程序,分析了未打穿竖向排水井地基的固结性状。并基于此解,对现有相关近似计算方法和解作了较完整的比较和讨论。

双面排水条件下未打穿竖井地基固结计算

通过在竖向排水井底面以下土层中设置虚拟砂井,得到了双面排水条件下考虑土层三维渗流从而更符合实际情况的解析解.根据所得解编制了计算程序,分析了在双面排水情况下未打穿竖向排水井地基的固结性状,并与单面排水情况进行了比较,比较显示双面排水使未打穿砂井地基固结速率大为提高.同时,以此解为基准,对现有未打穿竖向排水井地基平均固结度近似计算公式和方法进行了较为详细的比较,得出了现有近似计算公式及方法适用的范围.

竖井地基固结二维等效分析方法考评

平面应变二维等效分析方法是竖井地基固结有限元分析的主要方法之一。介绍了该法的基本原理,列举了六种具体的二维等效转换公式。然后,以成层土竖井地基算例和未打穿竖井地基算例,分别对不同转换方法的可靠性进行了考评。结果发现:地基土成层性对二维等效方法计算结果的可靠性有较显著影响,而竖井未打穿情况的影响不明显;在本文算例参数取值情况下,各种方法的误差情况差别较大,其最大误差达35%;Chai方法和Tran方法得到的固结度计算结果相对可靠,其最大误差在10%以内。另外还发现,Chai方法考虑的因素较全面,操作过程不受人为因素影响,其计算结果相对可靠且计算效率显著提高,因此值得推广。

竖井地基固结概率分析的点估计法

将竖井地基固结度表达式直接作为功能函数,采用点估计法计算固结度的均值、标准差等各阶统计矩,由各阶统计矩可方便计算出竖井地基达到某一固结度的概率。与传统概率分析方法相比,如一次二阶矩法,点估计方法无须事先引入控制指标来建立极限状态方程,计算过程更为简便。实例分析表明,当估计点较多时(如5点),点估计方法具有较高的计算精度,与Monte Carlo法相当,是一种简便而不失精度的概率分析方法,适合工程实际应用。

双层砂井地基大变形固结方程差分解

基于砂井地基轴对称大变形固结控制方程,综合考虑双层砂井地基软土的压缩性与渗透性非线性幂函数变化、分级加荷、径向与竖向同时渗流排水、初始超静孔压几种分布模式等实际条件,采用交替方向隐式(ADI)差分法编程求解了建立的双层砂井地基大变形固结控制方程,通过算例分析验证了建立的方程与差分解法及编制程序的合理性。将本文方法应用于围海造陆工程吹填淤泥与海相沉积淤泥组成的双层砂井地基固结计算,预测的固结沉降过程较经典固结理论更接近于实测值,对双层砂井地基固结沉降过程预测进行了有益的探讨。

导电塑料排水板加固吹填土现场试验

在阐述电渗复合真空预压法加固原理的基础上,依托湖北省离岛梁子湖国家水生态展示馆吹填软基处理工程,进行电渗复合真空预压现场试验,对导电塑料排水板的性能和电渗排水加固效果进行实地验证。现场试验结果表明:经过28 d的电渗复合真空预压法加固,地基土土体物理力学性质指标和承载力得到明显提高;使用导电塑料排水板进行的电渗复合真空预压处理吹填土不仅能够缩短工期、节省能耗,还能够获得理想的加固效果。

砂井地基平面问题转换及其应用

考虑砂井地基的井阻和涂抹区效应 ,建立了轴对称砂井和平面砂墙之间渗透系数以及几何尺寸的关系式 ,使砂井地基等效成平面砂墙处理。采用修正剑桥模型的二维平面应变Biot(比奥特 )固结有限元对一高速公路塑料排水板路基的沉降预测 。

排水板测深中脉冲法的测量误差研究

为研究脉冲法在排水板打设深度方面的测量误差,进行了室内试验:将排水板浸入水中不同长度,得到不同浸入长度条件下排水板的测量长度。将测量误差与浸入长度比较,得到测量误差变化的一般规律,指出影响测量误差的主要影响因素。

塑料排水板地基处理固结沉降特性

为了研究塑料排水板在深厚填土地基中对固结度和沉降的影响,结合福建某堆载-塑料排水板联合地基处理工程,分析计算了仅堆载和加设塑料排水板两种情况下的固结度计算。指出了软土地基处理在填土加载的同时,必须结合竖向排水体才能符合工程需要,且计算固结度时必须考虑井阻和涂抹作用。选取了淤泥土的沉降计算经验系数及杂填土的计算参数,分别计算淤泥层和杂填土的沉降,沉降计算及固结度预测与实际观测数据相符。工程监测数据表明:分层沉降观测数据与地面沉降测点沉降曲线基本一致,孔压的消散曲线与该测点附近的地面沉降测点的沉降时间关系曲线基本一致,能正确反应地基土的孔压消散情况,且在地基处理施工过程中加载没有造成较大的侧向位移,表明项目设计合理,达到预期要求,可为类似地基处理工程提供理论借鉴。

多尺度有限单元法在围海造陆区工后地下水流模拟中的应用

大规模打设了塑料排水板的围海造陆区,是一种高度非均质场地,如果应用传统有限元法解这种非均质介质中的地下水流问题,由于单元不能跨越岩性界线,需要精细剖分才能获得较精确解。这样往往使计算时间长,甚至超出普通计算机能力。而多尺度有限元法是针对高度非均质介质中地下水流问题提出的一种解决办法,所以,笔者引入多尺度有限单元法探讨解决围海造陆区工后地下水流模拟。本文通过6个算例来揭示多尺度有限元在模拟此类场地时的可能误差及其适用范围。

塑料排水板堆载法处理软基的沉降分析

东莞虎门港区E号路软基采用塑料排水板堆载法处理,通过对该软基沉降的监测,整理出了监测时间内沉降随时间变化的曲线图,并用多种方法推测该处的最终沉降。依据实测曲线推算出的沉降值与用ABAQUS分析软件计算的沉降值结果接近,表明了依据实测资料求解最终沉降的可靠性和用ABAQUS计算塑料排水板堆载预压法沉降问题的可行性。

基于谱方法的层状竖井地基非线性固结计算模型

针对实际工程中很多竖井地基呈现层状,且在固结过程中渗透系数和压缩模量呈非线性变化等特性,基于对数模型(e-lgσ’和e-lgk)的非线性压缩渗透本构关系,建立了能同时考虑竖向和径向排水的非线性固结模型,并采用谱方法得到了层状竖井地基的非线性固结计算模型。通过退化研究与已有的非线性固结解析解和室内试验进行对比计算分析,结果显示本模型计算值与解析解和实测值的平均相对误差分别低于0.7%和2.0%,验证了本模型的合理性。最后对某一实际工程案例进行了应用计算分析,结果显示不同深度处的沉降和孔压计算值与实测数据吻合程度较好,能够反映在固结过程中不同土层中沉降和孔压的发展变化过程,进一步说明了本模型在层状竖井地基固结计算的可行性和工程适用性。

砂垫层对排水板地基固结效率的影响及设计方法

针对排水固结软基处理技术中水平向排水砂垫层的设计方法问题,开展流-固耦合固结的三维有限元分析,研究砂垫层渗透系数、厚度和宽度对塑料排水板地基固结的影响规律,揭示固结效率取决于砂垫层参数与土性参数、塑料排水板参数的相关性。据此,将塑料排水板地基径、竖向排水固结解析解等效为纯竖向排水固结解析解,推导能够反映土性参数和塑料排水板参数对地基固结影响的等效竖向渗透系数,并将其与砂垫层参数合理组合,得到综合考虑砂垫层、塑料排水板和土体共同作用对地基固结效率影响的集总参数。通过大量的三维有限元计算,分析该集总参数与地基固结效率之间的关系。给出塑料排水板地基中砂垫层的设计步骤,并结合某工程实例的验算验证该设计方法的有效性。研究结果表明:地基固结效率随集总参数的增大呈双曲线形增加,存在一个满足最优固结效率要求的集总参数值,可作为不同土性及塑料排水板参数条件下砂垫层的设计控制指标。

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。

软基处理方法比较

文中通过工程实例,分析比较了采用插板排水固结堆载预压法、水泥搅拌桩复合地基和桩基架空楼板法处理软土地基的技术、造价及工期,阐述了插板排水固结堆载预压法处理软土地基是最经济有效的方法。

核电厂凝汽器立管式疏水热力计算方法

为了合理进行核电厂凝汽器立管式疏水扩容装置设计,提高二回路疏水可靠性和运行安全,提出了凝汽器立管扩容疏水闪蒸计算方法。通过建立数学模型,利用Excel VBA编程,编写了适用于工程应用的计算软件。以某滨河核电厂为例,针对两种工况精确计算出了疏水闪蒸蒸汽流量、压力、流速等热力参数值。并针对立管尺寸变化、再循环水喷淋变化进行分析计算,给出立管压力相应变化曲线。介绍的计算方法和软件,为核电厂疏水立管设计、问题分析提供了新思路和工具。