真空堆載聯(lián)合預(yù)壓軟土地基加固機(jī)理研究

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1、河海大學(xué)博士學(xué)位論文真空堆載聯(lián)合預(yù)壓軟土地基加固機(jī)理研究姓名：阿里哈桑申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：劉漢龍20050304摘要預(yù)壓，有時(shí)也稱預(yù)壓縮，是一種常用的軟土改善技術(shù)。在實(shí)踐中，預(yù)載最常見古老的形式是通過堆積砂填料產(chǎn)生超載機(jī)理。近年來，作為一種新技術(shù)方法的真空預(yù)壓法，是一種常見的軟土改善處理方法。真空預(yù)壓是另一種形式的預(yù)壓，它不需要填料，因?yàn)楹奢d是通過密封的橡皮膜系統(tǒng)以真空的形式作用于土體表面。真空使得土體中的孔隙水流出，并產(chǎn)生負(fù)孔壓。真空預(yù)壓法，除了通過增加總應(yīng)力來增加有效應(yīng)力外，它還依賴通過減

2、小孔壓來增加有效應(yīng)力。因此，真空一堆載聯(lián)合預(yù)壓法可縮短固結(jié)時(shí)間，對(duì)那些需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的固結(jié)特別適合，而且不危及試驗(yàn)路堤的穩(wěn)定性。用填土超載的方法來快速預(yù)載是行不通的，因?yàn)楹茈y在軟土上迅速建筑一個(gè)數(shù)米高的填土路堤。真空預(yù)壓中，砂井和近年來使用得很多的預(yù)制豎向排水板PVDs是用來傳遞真空以及消散孔壓的。預(yù)知次固結(jié)，對(duì)地上建筑物，如建于軟土上的高速公路路堤的維護(hù)是重要的，因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致不可忽視的沉降。關(guān)于一維，二維以及三維情況下的次固結(jié)有很多論文資料，但所有這些都沒有研究真空預(yù)壓法情況下的蠕變固結(jié)。本文主要內(nèi)容包括：(1

3、)本文研究了真空預(yù)壓下級(jí)配良好土體的蠕變特性和微觀結(jié)構(gòu)。(2)研制了一種新的三軸固結(jié)儀，并試驗(yàn)研究了中國(guó)浙江的溫州軟粘土隨時(shí)間變化的特性。(3)因?yàn)樗鞯呢Q向及水平的流動(dòng)改變了邊界和初始條件，所以本文在太沙基的豎向固結(jié)理論豎向和巴隆的水平固結(jié)理論的基礎(chǔ)上，還研究了真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓和真空一堆載聯(lián)合預(yù)壓下的豎向固結(jié)的解析解。(4)流變學(xué)是研究真實(shí)材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)隨時(shí)間改變的一門科學(xué)。本文考慮了土體體積變化的流變特性，即彈性，塑性，粘滯性。當(dāng)粘土受恒載，在時(shí)間間隔內(nèi)，粘土的變形會(huì)有粘滯性。土體隨時(shí)間變形的大小取決于粘

4、土的性質(zhì)。真實(shí)體取決于時(shí)間的變形由粘土的所有性質(zhì)：彈性，塑性。粘滯性決定。因?yàn)槠湫再|(zhì)可能以不同的組合出現(xiàn)，對(duì)真實(shí)體變形的描述是很困難的。因而，真實(shí)體的變形是通過考慮了簡(jiǎn)化了的特性或理想體的特性的模型來解釋的。這類模型就是流變模型。在本文中，考慮了于粘滯性有關(guān)的主要現(xiàn)象，即蠕變。在恒載下，與時(shí)間有關(guān)的變形叫做蠕變。在土體中，能區(qū)分出兩種取決于時(shí)間的現(xiàn)象類型：一種是由于超孔壓的消散：另一種是由土體框架的內(nèi)在粘滯性，如蠕變，應(yīng)力松弛以及應(yīng)變速率引起。在本文中，由于粘滯性將研究土的時(shí)效性。因而，下文中的時(shí)間效應(yīng)，實(shí)效變形、

5、時(shí)效性等，它們都是由土框架的粘滯性而引發(fā)的土的性質(zhì)。(5)對(duì)經(jīng)過賓空預(yù)壓、堆載預(yù)壓、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓后的土樣進(jìn)行電子顯微鏡掃描，通過使用掃描電微和電腦圖象處理系統(tǒng)GE01MAGE，作為微觀結(jié)構(gòu)的量化技術(shù)，就能得到土骨料的調(diào)整以及它的空隙。用參數(shù)來反映各向異性并分析了掃描電微圖象的平均信息量。本文的機(jī)理研究表明真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是一種有效的軟基加固方法。今后可對(duì)蠕變中的體積應(yīng)變、應(yīng)變速率及EVP模型在真空預(yù)壓下細(xì)粒土的蠕變分析做進(jìn)一步研究。關(guān)鍵詞：軟土，改善，真空預(yù)壓，超載，機(jī)理，固結(jié)，三軸儀，滲透性，孔隙比，孔壓，

6、理論，蠕變，偏應(yīng)變，微觀結(jié)構(gòu)，變形。ABSTRACTPreloadingisapopularsoilimprovementtechniqueforsoftsoilssometimesnamedpre—compressionThemostcommonandoldestformofpreloadingusedpracticallybyheapingfillmaterialsofasandfillinducingmechanicalsurcharging．Recently，oneofthecommonsolutionsf

7、orsoftsoilimprovementistheuseofvacuumpreloadingasanewmethodtechnique．Vacuumpreloadingisanotherformofprehiading．doesnotinvolveafj】JmaterialsincetheloadappliedtothesoilsurfaceisintheformofavacuumthroughascaledmembranesystemThevacuumcausesthepore-waterdrainout，an

8、dcreatesnegativepore—waterpressuresinthesoilVacuumpreloadingisatechniqueusedtOimprovethestrengthofsoftclayeysoils．Invacuumpreloadingmethod，besideofincreasingtheeffectivestressesint