真空荷载下超软土固结试验及土颗粒移动数值模拟研究
软土地基处理中真空预压法的应用
软土地基处理中真空预压法的应用摘要：近年来，随着经济的不断发展，我国公路建设的规模日益扩大，难度不断提高，公路建设度软基处理也提出了更高的要求。
本文结合某道路软土地基处理的工程实际，浅谈真空预压法处理软基的施工工艺和施工质量控制。
关键词：软基真空预压应用施工工艺1引言地基中常见的软土，一般是指处于软塑或者流塑状态下的粘土。
其特点是天然含水量大﹑空隙比大﹑压缩系数高﹑强度低，并具有蠕变性﹑触变性等特殊的工程地质性质，工程特性较差。
在软土地基上修筑路堤，如不采取有效地加固措施，就会产生不同程度的坍滑或沉陷等病害。
目前，在公路工程中软基处理主要采取堆载预压法﹑真空预压法﹑反压护道法﹑水泥土搅拌桩法﹑换填垫层法﹑强夯法﹑加筋路基法等方法。
本文针对真空预压法在软基处理中的应用进行论述。
2真空预压法原理与技术特点真空预压法是在需要加固的软土地基内设置砂井或塑料排水板，然后在地面铺设砂垫层，其上覆盖不透气的密封膜使其与大气隔绝，通过设于砂垫层中的吸水管道，用用真空装置进行抽气，将膜内空气排出，因而在膜内外产生气压差，气压差即转变成作用于地基上的荷载，地基不会产生剪切破坏，这对软土地基是有利的。
该方法不需要堆载，省去了加载和卸荷工序，缩短了预压时间，省去了大量堆载材料，所用的设备及施工工艺均比较简单，无需大量的大型设备，便于大面积施工。
真空预压法与常规的堆载预压法相比，真空预压法具有施工设备简单、加荷速度快、无需堆载材料、加荷过程中不会出现地基失稳现象等优点，使得地基稳定性显著提高、工期明显缩短、工程造价降低。
3真空预压法施工工艺真空预压法施工的主要流程：首先要平整场地、铺砂垫层→进行前期勘探、埋设监测仪器→设立竖向排水体→密封墙施工→布设水平滤管，安装真空泵→铺设土工布、膜→开挖、回填密封沟→抽气管道和真空泵连接→抽真空、进行软基监测→抽真空稳定至设计天数→检测效果→真空荷载的卸除。
3.1竖向排水体的施工工艺通常竖向排水体的形式有：普通砂井、袋装砂井、塑料排水板。
真空-堆载联合预压处理软土地基施工控制指标探讨
真空-堆载联合预压处理软土地基施工控制指标探讨摘要：在真空－堆载处理软土地基施工过程中，通过施加真空荷载预压，保证正常路堤填筑堆载加载速率和路及稳定性，通过分析软土变形和固结理论，探讨了真空－堆载联合预压处理软土地基施工控制指标，对以后类似工程施工具有重要的理论意义和实际应用价值。
关键词：真空预压；堆载预压；软土地基；施工控制指标abstract: in vacuum preloading in soft soil foundation treatment construction process, through the application of vacuum preloading, ensure the normal filling road embankment loading loading rate and road and stability, through the analysis of soft soil deformation and consolidation theory, discusses the vacuum preloading method in soft soil foundation treatment construction control index, to later similar construction has the important theory significance and the practical value.key words: vacuum preloading; surcharge preloading; soft soil foundation; construction control index中图分类号：tu471.8 文献标识码：a文章编号：1前言软土地基变形具有明显的阶段性，沈珠江将软土结构破坏和滑移分为三阶段。
荷载作用下超固结比对软土抗剪强度指标影响
荷载作用下超固结比对软土抗剪强度指标影响王元战;马楠;尹利强【摘要】通过室内三轴试验,研究在荷载作用下,淤泥质粉质粘土的超固结比与抗剪强度值的关系,进而分析总结出软粘土的抗剪强度指标c,φ值随超固结比和轴向偏应力的变化规律.表明:抗剪强度值随轴向偏应力的增加而线性增加;抗剪强度值随超固结比的增加而增加,呈曲线的变化趋势.超固结比越大,土样的抗剪强度增加的速率越慢.软粘土的抗剪强度指标c,φ值随轴向偏应力的提高而线性增加,但φ值增长幅度较小;软粘土的抗剪强度指标c,φ值随超固结比的增加而增加,呈曲线的变化趋势,超固结比越大,c,φ值增加的速率越慢;与c值相比,φ值增长幅度较小.最后对试验数据加以公式拟合,提出考虑荷载作用下软粘土的抗剪强度指标c,φ值随超固结比变化的计算公式.%Through indoor triaxial test, the relationship between over-consolidated ratio of the silt mass silty clay and shear strength under load was studied in this paper. Then the variation of the shear strength index c ,φof soft clay with the over-consolidated ratio and the axial deviatoric stress was summarized. Test results show that the shear strength increases with the increase of the deviatoric stress;the shear strength increases with the increase of over-consolidated ratio, the greater the over-consolidated ratio increases, the slower the shear strength of the soil samples increases.c andφincrease linearly with the increase of the axial deviatoric stress,butφincreases in small extent;the greater the over-consolidated ratio increases, the slower c andφincrease. Compared with c,φincreases in small extent. Finally, formulae were used to fit the experimental data, and theformulae of the variation of soft clay strength index c,φwith over-consolidated ratio under load were put forward.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2016(037)004【总页数】7页(P439-444,460)【关键词】超固结比;轴向偏应力;抗剪强度;抗剪强度指标c,φ值的计算公式【作者】王元战;马楠;尹利强【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TU411土的形成是地壳原岩经过长时间的地质演变而形成的一种松散颗粒的集合体。
增压式真空预压法处理软土地基研究综述
增压式真空预压法处理软土地基研究综述（福建农林大学交通与土木工程学院福建福州350108）危俊鑫吴能森郑建荣∗∗∗第41卷第9期绥化学院学报2021年9月Vol.41No.9Journal of Suihua UniversitySep .2021收稿日期：2021-03-09作者简介：危俊鑫（1996-），男，福建邵武人，福建农林大学交通与土木工程学院硕士研究生，研究方向：岩土与地下工程。
吴能森（1964-），男，福建福清人，福建农林大学交通与土木工程学院教授，博士，博士生导师，研究方向：岩土工程，林业工程。
基金项目：福建农林大学科技创新专项基金项目“明挖法地铁车站施工阶段受力及稳定性分析研究”（KFA17254A ）。
我国沿海地区软弱土层分布广泛，具有压缩性高、渗透性差、固结慢等特点，地基处理困难，尤其是滨海围填滩涂地区软基处理问题值得关注。
常见的地基处理方法可分为置换法、排水固结法、加筋复合地基法、托换与纠倾法、振密挤密法、灌入固化物法和冷热处理法等七大类[1]。
其中排水固结法作为物理方法，适用于软弱土层的沉降和稳定问题，能较好地使土体固结并提高土体强度，具备较好的经济性，故在实际工程中比较常用。
其加载方式可采用真空联合堆载法，水载预压法和轻质材料法等。
最早的排水固结一般采用填土或砂石堆载，具有堆载物运输不便、填筑成本高、工期长、需要分级堆载等缺点。
经过长期的工程实践，20世纪50年代，瑞典皇家地质学院W.Kjellman [2]首先提出了将真空预压法应用于处理软弱土体中。
此后，美国费城机场的扩建第一次使用了真空预压技术。
随着美国和日本地基加固工程的应发展，低价土工膜的出现使得真空预压土体密闭问题和真空度问题得以解决，相关技术逐渐成熟。
20世纪中后期，南京水利科学院等科研单位在天津围海造陆的现场进行了真空预压的科研试验，此外针对土体真空度的问题不断进行工程应用与研究探索，获得了良好的土体加固效果。
真空联合堆载预压法处理软土地基的施工与检测-精选资料
真空联合堆载预压法处理软土地基的施工与检测一、真空联合堆载预压法概述真空排水预压法加固软土地基属于排水固结法的一种。
运用该法加固软土地基时，先在欲加固的软土地基上按一定间距打设塑料排水板或袋装砂井（统称垂直排水通道），然后在地面上铺设一定厚度的砂垫层，再将不透气的薄膜铺设在砂垫层上，借助于埋设在砂垫层中的管道，通过抽真空装置将膜下的空气和水抽出，使土体得以排水固结。
真空联合堆载预压法是利用抽真空来加固软土地基的一种较为经济高效的软土地基加固方法。
适合加固含水量较高的软土地基。
该处理方法近年来建设的青岛市滨海公路（南段）工程、青岛经济技术开发区北部工业园主干道路网工程以及与本工程临近的青岛出口加工区南海一路及其区内主要路网等软路基处理工程中均部分采用了该处理方法，本次在双高公路和双积公路的建设中得到了大范围的应用。
二、项目概况和技术内容青岛双高公路和双积公路的工程地质勘察结果表明，项目所在地基本为海湾滩涂、虾池和盐田等，软土层含水量大，强度低, 属高压缩或中等压缩性软土，该路段在上部填土，路面结构以及使用荷载作用下，将产生较大的沉降。
在上部建构筑物建设之前，需要进行以消除沉降，提高土体强度为主要目的的软基处理。
根据青岛高新区双高公路和双积公路的工程地质勘察结果及项目施工进度安排，经过比选，最终选用真空联合堆载预压法处理一般路基范围的软土地基，桥头区域内的软土地基采用水泥搅拌桩复合地基法处理。
采用真空联合堆载预压方案，即在软土预压区四周设置粘土帷幕，然后打设塑料排水板，铺设密封膜并抽真空，利用大气负压代替堆载对软基进行预压，并联合30 kPa 的堆载，使软基中的孔隙水固结排出，达到消除沉降，提高土体强度的目的。
三、施工工艺及技术要求1、施工工艺场地地表水疏干―场地平整f铺设一层土工布―铺设下层风化砂垫层f铺设下层排水砂垫层f粘土帷幕、打设塑料排水板（机具就位f定位f塑料排水板穿靴f沉管f拔管f割断塑料排水板）f观测设备埋设f埋设真空分布管f铺设上层排水砂垫层f铺设密封膜f真空泵安装连接f抽真空f堆载预压（分层填筑）f监测f横向粘土帷幕桩加固f卸载2、施工技术要求：1）铺设垫层之前，必须先进行场地地表水疏干、整平场地，铺设一层土工布，其上铺设下垫层（风化砂，颗粒均匀，无硬块）2）排水砂垫层应采用透水性好的中粗砂，其渗透系数不小于1.0 x 10-2cm/s，能起到一定反滤作用，避免土颗粒渗入垫层的空隙中阻塞排水通道。
循环荷载下温州超固结软土动强度与变形分析
18卷4期2009年8月 自 然 灾 害 学 报JOURNAL OF NAT URAL D I S ASTERS Vol .18No .4Aug .2009 收稿日期:2008-10-13; 修订日期:2009-06-16 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50808145,50778136);温州市科技计划项目(S2*******);浙江省建设厅科研项目(08Z027);浙江省高校优秀青年教师资助计划项目 作者简介:王 军(1980–),男,讲师,博士,主要从事土动力学方面研究1E -mail:wangjunx9s@zju .edu .cn文章编号:1004-4574(2009)04-0125-07循环荷载下温州超固结软土动强度与变形分析王 军1,陈春雷2,丁光亚1(1.温州大学建筑与土木工程学院,浙江温州325027;2.温州市城建设计院,浙江温州325000)摘 要:通过循环三轴试验对循环荷载作用下温州超固结软粘土的动力特性进行了研究。
重点分析正常固结、轻超固结和强超固结软粘土在循环荷载作用下动应力、孔压及轴应变随循环次数变化的规律。
研究结果表明,循环荷载作用下超固结软粘土将产生负孔压。
对于轻超固结软粘土,负孔压将发生转向;而对于强超固结软粘土,孔压始终向负孔压方向发展。
随着超固结比的增大,土体的动应变累积速度减慢,转折应变随之减小,而临界循环应力比随之增大。
随着超固结比的增大,土体的动强度增加。
与正常固结比相比,超固结软粘土的动强度曲线更平缓,强度衰减速率更小。
关键词:循环荷载;超固结比;孔隙水压;动强度中图分类号:O319.56 文献标识码:AAna lysis of dynam i c strength and deforma ti on of W enzhouovercon soli da ted soft cl ay under cycli load i n gWANG Jun 1,CHEN Chun 2lei 2,D ING Guang 2ya 1(1.A rchitecture and Civil Engineering College,W enzhou University,W enzhou 325027,China;2.W enzhou U rban Constructi on Design I nstitute,W enzhou 325000,China )Abstract:The dyna m ic behavi or of W enzhou overcons olidated s oft clay under cyclic l oading was studied by cyclic triaxial tests .The change of dyna m ic stress,pore water p ressure and axial strain of nor mal,light overcons olidated,and str ong overcons olidated s oft clay with oyclic number were investigated res pectively .It is observed that negative pore water p ressure is generated for overcons olidated clay under cyclic l oading .For light overcons olidated clay,the negative pore p ressure turns positive with the increase of cyclic number .However,f or str ong overcons olidated clay,the pore p ressure is al w ays negative .The dyna m ic strain of the clay accu mulates more sl owly,turning strain decrea 2ses,critical cyclic stress rati o and dyna m ic strength increase al ong with the increase of overcons olidated rati o .Com 2pared with nor mal cons olidated clay,the dyna m ic strength curves of overcons olidated clay are s moother with a less degradati on rate .Key words:cyclic l oading;overcons olidati on rati o;pore water p ressure;dyna m ic strength 2008年5月12日,我国四川汶川地区发生了里氏8级强震。
荷载对软土次固结影响试验
荷载对软土次固结影响的试验研究摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视荷载对软土次固结影响，荷载对软土次固结影响的试验研究对于现实生活中具有重要的意义。
本文主要介绍荷载对软土次固结影响的试验研究的有关内容。
关键词荷载；软土；试验；算例；沉降；固结；计算；影响；中图分类号：c33 文献标识码：a 文章编号：引言软土的次固结是指孔隙水压力完全消散后，仍然不断发展的变形，它是由于土粒表面结合水膜的蠕变、土粒结构的重新排列等因素所引起。
近年来，随着工程建设的迅猛发展，对地基变形的控制要求越来越高。
次固结变形研究也越来越受到重视，从而对其变形特性认识相对较多，相关试验研究和计算分析方法研究较多。
一、次固结的概述沿海软土存在着显著的次固结 (也叫次压缩) 特性,就是说,在孔压消散,主固结完成后,仍然会有随时间发展的长期压缩,其量值不可忽略。
人们早已注意到它,并已提出了许多计算方法其中crawford的不同历时压缩试验图,bjerrum等时e - lg p曲线,殷建华等的一维流变模型等都是值得肯定的。
然而,还有不少问题没有得到很好回答。
软基加固中,有一种方法叫超载预压法,就是将预压荷载加到设计荷载以上,待发生相当大的沉降后再卸荷到设计荷载。
这种超载预压法,目前在高速公路建筑中,被广泛采用。
超载当然有利于减少工后主固结沉降,但能否也减少工后次固结沉降呢?还有,反复荷载作用后,次固结沉降是否也减少呢?这些还可归结到一个似乎很简单的问题,次固结与荷载有关吗?二、试验内容及方法软土的室内次固结试验方法有分级加载和分别加载两种。
本文试验土样为取自某高速公路路基的原状软土，进行了不同加荷历时的分级加载和分别加载两种试验方法的室内单向固结试验。
试验仪器用有侧限的常规固结仪，固结压力在 400kpa 及其以下的用轻便式的固结仪，固结压力大于 400kpa 的用高压固结仪。
为了减小温度对试验结果的影响，试验全部在常年恒温的地下室进行，并对每种土样同时进行平行试验，分级加载试验的荷载比为 1，固结压力从 25 kpa 到 3200 kpa，试验方法按照公路土工试验规程（jtj051－93）进行。
QC成果-运用真空预压法确保软地基固结度
实施中遇到的问题及解决方案
问题一
密封不严：在施工过程中，可能出现砂袋或 塑料薄膜破损，导致密封不严。
解决方案一
加强检查与维护：定期检查砂袋和塑料薄膜的 完好性，发现破损及时修补或更换。
问题二
抽真空效果不佳：由于各种原因，可能导致抽真 空效果不理想。
解决方案二
调整真空泵参数：根据实际情况，对真空泵的参数 进行调整，以提高抽真空效果。
实验结果表明，经过真空预压处理后 ，软地基的固结度明显提高，有效应 力和抗剪强度也有所增强。
提升效果的工程应用
在实际工程中，运用真空预压法处理软地基，可以显著提高 地基的承载能力和稳定性，减少沉降和变形。
通过合理的施工组织和质量控制措施，可以实现软地基的有 效加固，为后续工程建设提供可靠的基础。
05
02
CATALOGUE
QC成果实施过程
实施步骤
步骤一
01
现场勘查：对软地基进行详细勘查，了解其地质结构、土质成
分、地下水位等情况。
步骤二
02
方案设计：根据勘查结果，制定真空预压法的实施方案，包括
预压范围、预压时间、压力大小等参数。
步骤三
03
材料准备：准备足够的砂袋、塑料薄膜等材料，确保施工过程
的顺利进行。
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软地基固结度提升效果分析
固结度提升的原理
真空预压法通过在软地基表面施加负 压，使地基中的水分排出，从而减小 孔隙水压力，增加有效应力，促进土 体固结。
真空预压过程中，土体中的气体被排 出，形成负压状态，进一步增强了土 体的密实度和承载能力。
提升效果的实验验证
通过室内模型试验和现场监测数据， 可以验证真空预压法对软地基固结度 的提升效果。
真空预压法加固地基实际施工中的研究
真空预压法加固地基实际施工中的研究【摘要】真空预压法是利用抽真空使软土地基得到加固的方法，目前已被广泛应用于工程建设中，并取得了一定的经济效益和社会效益。
【关键词】真空预压，机理，实际施工要点【abstract 】vacuum preloading method is to use the vacuum of soft soil foundation reinforcement to get the method, now has been widely used in engineering construction, and has obtained the certain economic benefits and social benefit.【key words 】vacuum preloading, mechanism, actual construction points前言真空预压法是利用抽真空来加固软土地基的一种加固方法，现已被广泛应用于工程建设中，这个技术最早是在1952年瑞典皇家地质学院杰尔曼教授在美国麻省理工大学召开的加固土会议上，发表了一篇名为“利用大气压力的方法加固粘土”的论文，并提出了用该方法加固地基的模型。
该论文发表后，就引起了学术界和工程界的关注。
此后，国内外不少专家学者和研究机构对此进行了一系列的理论研究和实践工作。
实践证明，运用它于工程建设中来，能够取得良好的经济效益和社会效益。
但是在实际施工过程中，因各个项目工程地质条件不一，处理方案难以形成一致。
虽然很多前辈已经做了大量的工作，并取得了显著的成果，且这些成果丰富和完善了真空预压法的加固效果，但是仍然难以全面解释工程实践中遇到的一系列问题，因此对真空预压加固地基实际操作尚有很大研究空间，选择工艺恰当与否则对工程工期、工程造价及社会效益均有较大影响。
真空预压的机理及优点1、加固机理以大气压力作为预压载荷，通过先在需加固的软土地基表面铺设一层透水砂垫层作为横向排水通道，然后打设竖向排水通道，在砂垫层内埋设渗水管道，再在其上覆盖1层土工布和2～3层不透气的塑料薄膜，四周密封与大气隔绝，然后将渗水管道与真空泵连通进行抽气，使透水材料保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力，将土中的孔隙水和空气逐渐吸出，从而使土体固结的一种软土地基加固方法。
真空预压法加固软土地基施工技术研究
２ ２ ９・
工 程 科 技
真空预 压法加 固软土地 基施工 技术研究
武 宏 ’ 景 卫清 董 丁 明 。 薛跃 武 景 宏 伟 ｓ
（ 、 西省 延 安 市 昊起 县 农 村公 路 管理 站 ， 西 延 安 ７ ６ ０ ２ 陕 西省 交通 建 设 集 团公 司榆 靖 分公 司 ， 西 榆 林 ７ ９０ １陕 陕 １０ ０ 、 陕 １０ ０
（）真空射流装置的改进 。 ２ 考虑 到射流真 空装 置离心泵 和电机裸露 在外 面 ，遇到 阴雨 天气 需要停泵进行 遮盖的 问题 ，经过改进 ，将 国 内现在流行 的离心泵 式射 流真空装置改成潜水泵式射流真空装置 ， 并将 射流箱与真空泵共 同安装在一起 ，同时 电缆 采用防水绝缘 型密 封电缆 ，不仅 缩短 了 抽水 途径 ，而且提 高了在雨季施工 的工作效 率。 ４ 结 论 通过 本试验路段 真空预压法 的施 工技术 研究 ，认为 ： （） 在高等级公路 软基处理过程 中 ，采 １ 用真 空预压法可 以达 到加固软基 的 目的 ，而 且该方法 具有缩短预压工期 、节约成本 、提 高加 固效 果的特点 ，通 过实践证 明是 一种 较 为经济合理的软基处 理方法 。 图 ２ 真 空 预 压 法 施 工 工 艺流 程 图 （） 在 真 空 预 压 处 理 方 法 中 ，纵 向排 水 ２ 设 ３ ，铺设前应在工 厂热合成型 ，且 每道 缝热合两 次 ，确保 有 体 系的性能直接影 响加 固效果 。通过理论分析 、实测数据 比较 等 层 足够 的拉力 。因密封膜厚度 较薄 （ 仅为 ０１～ ． ｍ ） ．２ ０１ ｍ ，故在铺 设 证 明 ，采用塑料排水板作 为纵 向排水体 ，其 真空传递 、加 固效 果 ４ 过程 中应 随时检查每层 薄膜 的完整性 ，发现 破损及漏洞后 及时采 等方面都优于袋装砂井 等其他方法 。 用 Ｐ Ｃ ４ 胶进行粘补 。 Ｖ ６１ （） 实践 证明 ，塑料排水板深 度范 围内的土 体 ，在真空压 力 ３ ２２ ．５压 膜 沟 。 ． 作用 下均发生 向路堤 中轴 线的水平位移 ，在路堤 填筑荷载作用 下 压膜沟按设计要求挖至粉质粘土 以下 ５ ｃ ０ｍ，压膜沟壁用铁锨 发生朝坡 脚 向的水平位移 。向路 堤 中轴线的水平位移 远大于朝坡 铲平 ，要求光 滑 ，不 能有 隆起或 尖刺 ；然 后将 密封膜顺 沟压人 ， 脚 向的位 移 ，说 明土体在 真空 预压 后路堤填筑荷 载作 用下基本 等 开始 回填 粘土 ，并在土 中加 入一定量 的水 ，分层 用人工踩 实 ，以 于竖 向的单 向压缩变形 ，路基是稳定的。 确保 压膜 沟部位 的密封性 。 （）采用 真空 预压法处理该段 高等 级公路高填 方路堤 的软土 ４ ２ ． 工 布 及 砂砾 垫层 。 ． ６土 ２ 地基 ，其 最终沉 降量 比纯堆 载预 压时 小 ３ ％ ，工期 能节 省 １ ， ０ ／ ３ 因该 沟填方高 度为 ２ ． ８９ ｍ，属 于高填方 路段 ，为保护 密封膜 且工后沉降量满足设计要求 。 在 施 工 中不 被 破 坏 ，要 求 在 膜 上 铺 设 ３ ０／ ｚ 土工 布 一层 ，其 铺 ０ ｇｍ 的 参 考 文 献 设 采用现场缝 制而成 ；并且在铺设 土工布时 ，随时清理膜 上残 留 ［］ 基处理手 册编写委 员会 ． １ 地 地基 处理手册【 ． 京 ：中国建筑 工 Ｍ】 北 的砂粒 ，以确保密封膜 的气密性 。 业 出版 社 ，２ ０ ０ ０：５ — ２ ５８． 铺设完土工布后 ，在上面再铺 ３ ｃ ０ ｍ砂垫层 ，以缓 冲上部路基 【】 ２董志 良． 栽及 真 空预 压砂 井地 基 固结解 析理 论［． 堆 Ｊ 水运 工程 ， ］ 填土 时机械碾压对密封膜 的影 响 ，然后进行路 基第 一层 约 １ ｍ 的 １９ （） — ． ． ０ ９ ２ １ ：１ ７ 素土填筑 ，该层 土的填筑可采用 施工机械进行 ，但 需采用静 压法 【］ ３柴玉卿． 真空堆载联合 预压 法的 固结与渗 流研 究【】 Ｄ． 南京 ：河 海
真空荷载下超软土固结试验及土颗粒移动数值模拟研究
ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｍｅ ｎ ｏ ｎ ． ｗｅ ｉ ｆ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｉ ｎ ｄ ｏ ｏ ｒ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ｏ ｆ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｆ ｉ ｃ ｉ ａ ｌ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｉｌ ｆ ｌ ｅ ｄ ｍｕ ｄ ｓ ｏ ｉ ｌ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｖ ａ ｃ ｕ ｕ ｍ ｐ ｒ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｓ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ， ｐ ｏ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｈ ｅ ａ ｄ ｈ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ａ ｎ ｄ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ．
方 向移 动 ，是 形 成 “ 土桩 ” 的根 本 原 因 。
关键词 ：吹填超软土 ；颗粒移动 ；重分布 ； “ 土桩” ；数值分析 ；Ｐ Ｆ Ｃ 。
中 图分 类 号 ：Ｕ ６ ５ ５ ． ５ ４ 文献 标 志码 ：Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ２ — ４ ９ ７ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ １ １ ６ — ０ ７
Ｃｏ ｎｓ ｏ ｌ ｉ ｄａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｎｄ ｎｕｍ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｍｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎｔ ｔ ｏ ｕｌ ｔ ｒ ａ －ｓ ｏ ｆ ｔ ｓ ｏ ｉ ｌ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎｇ ｖ ａ ｃ ｕｕｍ ｌ ｏ ａ ｄ
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真空预压加固地基的试验及理论研究
真空预压加固地基的试验及理论研究地基加固是工程建设中至关重要的一环，直接关系到建筑物的安全性和稳定性。
随着科技的不断发展，各种地基加固方法层出不穷。
其中，真空预压加固地基作为一种新型的地基加固技术，具有许多独特的优势，如施工方便、加固效果显著等，引起了广泛。
本文将围绕真空预压加固地基的试验及理论研究展开讨论，旨在深入了解该技术的原理、适用范围及其发展前景。
真空预压加固地基技术起源于20世纪90年代，是一种以大气压力为荷载，通过抽真空的方式对地基进行加固的方法。
该技术具有以下优点：施工速度快，可大大缩短工期；加固效果好，可有效提高地基承载力；对环境影响小，适用于各种地质条件。
然而，真空预压加固地基也存在一些不足之处，如对地质条件及施工工艺要求较高，以及可能出现“砂涌”等问题。
为了深入了解真空预压加固地基的原理及效果，本文设计了一系列实验。
我们选择了典型的工程地质条件，包括软土、硬土和岩层等地层。
然后，我们对不同地层进行了真空预压加固处理，并对比了加固前后的地基承载力、压缩性等指标。
实验结果表明，经过真空预压加固后，地基的承载力和稳定性得到了显著提高。
在实验基础上，本文对真空预压加固地基的理论进行了研究。
我们分析了真空预压加固地基的作用机理，即通过改变地基内部的应力状态和排水条件，使地基得到有效加固。
然后，我们探讨了真空预压加固地基的设计方法和施工工艺，并对其应用前景进行了展望。
特别地，我们针对真空预压过程中可能出现的“砂涌”等问题，提出了相应的防治措施。
通过本次研究，我们可以得出以下真空预压加固地基作为一种新型的地基加固技术，具有施工方便、加固效果显著等优点，适用于各种地质条件。
实验结果表明，经过真空预压加固后，地基的承载力和稳定性得到了显著提高。
同时，本文对真空预压加固地基的理论进行了研究，提出了相应的作用机理、设计方法和施工工艺，并针对可能出现的问题提出了防治措施。
尽管真空预压加固地基已经得到了广泛应用，但仍存在一些需要进一步研究和解决的问题。
软土地基真空预压处理效果的现场试验研究
孔 隙水 中而不能被排除， 致使土的渗透性降低、 固结 过程减慢 ， 而在真空吸力下 ， 闭气泡易被吸出， 封 从
而使土的渗透性提高、 固结速度加快 ， 有助于缩短软
基 处 理： 期 。 亡
１ 真空预压加 固软基 的机理简析 Ｊ
真空预压是借助不透气膜通过射流泵和埋设在 垫层 中的管道 ， 将土体 中的空气抽 出 ， 形成真空， 产 生负压并通过砂井或排水板将软基中的地下水垂直
＝一Ａ ， 均压 力增 加 到 Ｐ ， 应 力 圆半径 没变 ；当 ｕ平 但 加 固结束 卸 除 后 ，地 基 土 的强 度 沿 超 包 线 退 到 Ｆ
挖工程陆域场地软基处理工程位于珠江口伶仃洋喇 叭湾 湾顶 ， ｆ￣珠 江 右岸 、 虎 －ｌ Ｊ＂ 龙穴 岛 围垦 区的东岸 线
上， 北面与南沙经济开发区相邻 ， 东面与东莞市隔江
土， 层厚 ， 压缩 性 大 。
点， 和原来强度相同“ 荷载”比增加了 Ａ ， ＇ 所以， ｒ 加
［ 收稿 日期］ ２ ０ ０ — ０ ０ ６— ３ ２ ５ ２
本 程软ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ采用打塑料排水板结合真空预压处 工
维普资讯
壬 墨曼妻兰 …… … … …… … … …… … … … …… … … … … 堡 … 一 …… … … …… … … …… … … … … …… … … ……
真空预压软土地基处理的研究(54页)
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直排式真空预压工法能够 无衰减的将真空能量传递到加
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经过直排式真空预压工法
加固后，土体强度均得到大幅
度提髙。
大连大窑湾三期1:程 吹填土（含水量 125. 8%,加固后含水
十字板强度加固前为
2kPaf 加 固
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t直排式真空预s •常规其空预s
2、真空压力传激效車編寓以上、鼷 館工_
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蠕短至少30%!
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15 90
含水單软土加 岡方 法研究， 2.与常规克空 预乐 1:法对比，
离滲透性软土
工法研宂。
+600
五、直排式真空预压地基处理方法的应用
处:噓土
项H
处理丄层
含水 (90
孔険 液性 比 拘数
喟性 指数
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地填承 载力
获奖证书
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发明者:
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定成单位: 中夾求迷軋均说什fit有歌公c
真空荷载下不同颗粒级配软土真空度传递规律试验研究
简述 含 砂 软 土 的 颗 粒 级 配 对 真 空度 传 递 的影 响 。试 验 结果 表 明 ，真 空度 优 先在 有 较 大 孔 隙 的 土体 传 递 ，含 砂 量越 高 ，粒 径 越 大 ，则 真 空 度 在 土 体 传 递 的 速 度 就 越 快 ，从 而加 快 孔 隙水 压 力 的 消散 ，加 快 土体 固结 的速 度 。
ＹＡＮ ｎｇ ｇｕ Ｙｏ — ｏ
（Ｃ Ｃ Ｆ ｕｔ ｒｏ ｎｉｅｒ ｇＩｓ ｔｔ Ｃ ．Ｌｄ， ｕ ｎｚｏ １２ ０ Ｃ ｉａ Ｃ Ｃ ｏｒ Ｈａ ｒ ｇ ｅｉ ｔｕｅ ｏ ｔ．Ｇ ａｇｈｕ５ ０ ３ ， ｈｎ ） ｈ ｂ Ｅ ｎ ｎ ｎｉ ，
Ａ ｂｓｒ ｃ ：Ｂ ｓｎ ｍｐ ｏ ｅ ａ ｕ ｍ ｒｌａ ｉｇ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌｍｏ ｅ，ｔｅ ｖ ｃ ｕ ｔａ ｓ ｒｌｗ ｏ ａ ｄ ｔ ａ ｔ ｙ ｕ ｉｇ ｉ ｒｖ ｄ ｖ ｃ Ｈ ｐ ｅｏ ｄｎ ｘ ｅｉ ｎａ ｄ ｌ ｈ ａ ｕ ｍ ｒｎ ｆ ａ ｆｓ ｎ ｙ ｅ
（ 交 四航 工程 研１２ ０
摘 要 ：采 用 改进 的真 空预 压 试 验 模 型对 含 砂 软 土 真 空度 传 递进 行 试 验研 究 ，在 相 同的 加 载 条件 下进 行 了 ７组 不 同 颗粒 级 配 的试 样 真 空预 压 室 内模 型试 验 ，分 别 从 土体 的 孔 隙 水 压 力 和 膜 下 真 空 度 方 面对 不 同试 样 的 真 空 度 传 递 规 律 进 行 对 比 分 析 ．
ｓ ｆ ｃ ａ ｒ ｒｏ ｍｅ ｏ ｌｙ ａ ｅ ｐｅ ｆｒ ｄ．Ｖａ ｕ ｍ ｒ ｌａ ｉ ｎｄ ｏ ｘ ｅ ｉ ｎｔｏ ｅ ｅ ｅｓ ｏ ａ ｌ ｓ ｗｉｈ ｄ ｆｅ ｅ ｔｇ ａ ｎ ｓｚ ｔ ｃ ｕ ｐ ｅ ｏ ｄ ｎｇ ｉ ｏ ｒ ｅ ｐ ｒｍｅ ｆ ｓ ｖ ｎ ｓ ｔ ｆ ｓ ｍｐ ｅ ｔ ｉｆ ｒ ｎ ｒ ｉ ｉｅ ｇ ａ ｉ ｇ ａ ｅ ｔ ｓｅ ｎｄ ｒｔ ａ ｅ ｔｌ ａ ｉ ｇ ｃ ｎ ｉｉ ｎ ｒ ｄ ｎ ｒ ｅ ｔ ｄ ｕ ｅ ｈｅ ｓ ｍｅ ｔ ｓ ｏ ｄ ｎ ｏ ｄ ｔｏ ．Ｔｈ ｎ ｐ ｒ ｔ ｒｐ ｅ ｓ ｅ ａ ｄ ｕ ｅ －ｍｅ ｅ ｏ ｅ ｗａｅ ｒ ｓｕｒ ｎ ｎｄ ｒ ｍｂｒ ｎ ｅ ｖ ｃ ｕｍ ａ ｃ ａｕ ａ ｅ ａ ｌ ｚ ｄ ｔ ｔ ｙ ｔ ｅ ｖ ｃ ｍ ｅ ｒ ｅ ｔａ ｓｅ ａ ｏ ｉｆｒ ｎ ａ ｌ ｓ ｒ ｎａｙ ｅ ｏ ｓｕｄ ｈ ａ ｕｕ ｄ ｇ ｅ ｒ ｎ ｆ ｒｌ ｗ ｆｄ ｆｅ ｅ ｔｓ ｍｐ ｅ ．Ｔｈ ｆｅ ｔｏ ｒ ｉ ｉｅ ｇ ａ ｎｇ ｏ ｈ ｅ ｅｆ ｃ ｆｇ ａ ｎ ｓｚ ｒ ｄｉ ｎ ｔ ｅ ｔａ ｆ ｒ ｆ ｖ ｃ ｕｍ ｄ ｇ ｅ ｏ ａ ｙ ｏ ｃ ａ ｉ ｄｅ ｃ ｉ ｅ ｂｒｅ ｙ ｒ ｎｓｅ ｏ ａ ｕ ｅ ｒ ｅ ｆ ｓ ｎｄ ｓ ｆ ｌｙ ｓ ｔ ｓ ｒｂ ｄ ｉ ｆ ．Ｔｈｅ ｅ ｕｌｓ ｈ ｗ ｔ ａ ｔ ｖ ｃ ｕ ｌ ｒ ｓ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｈｅ ａ ｕ ｍ ｄｅ ｒ ｅ ｇ ｅ ｔａ ｓｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｉ ｗｉ ｉ ｒ ｓｔ ｅ ｅ ｅ ｔａ ｌ Ｔｈ ｇ ｅ ｈ ａ ｄ ｃ ｎｔｎ ｎ ｈｅ ｂ ｇ ｅ ｈ ａ ｔｃ ｅ ｓｚ ， ｈ ｒ ｎ ｆ ｒｉ ｈ ｏ ｌ ｔ ｂ ｇ ｐｏ ｏ ｉ ｐｒ ｆｒ ｎ ｉ ｌ ｈ ｙ ｙ． ｅ ｈｉｈ ｒｔ ｅ ｓ ｎ ｏ ｅ ｔａ ｄ ｔ ｉｇ ｒｔ ｅ ｐ ｒｉ ｌ ｉｅ ｔ ｅ ｆｓｅ ｈｅ ｔａ ｆｒ ｏ ａ ｕ ａ ｔ ｒ ｔ ｒ ｎｓｅ ｆ ｖ ｃ ｕｍ ｄ ｇ ｅ ，ａ ｄ ｈ ｔ ｅ ｉｓｐ ｔｏ ｆ ｐｏ ｅ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｕｓ ｈ ｄ ｓ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｗａ ｅ ｅ ｓ ｒ ｉ ｓ ｅ ｅ ａ ｄ ｈ ｔ ｒ ｐｒ ｓ ｕ ｅ ｓ ｐｅ ｄ ｄ ｕｐ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｏ ｉ ａ ｉｎ ｓ ｅ ｆｓ ｉ ｉ ｃ ｅｅ ａｅ ｏ ｓ ｌｄ ｔｏ ｐｅ ｄ ｏ ｏｌ ｓ ａ ｃ ｌ ｒ ｔ ｄ．
真空预压过程中观测土颗粒运动的试验系统及试验方法[发明专利]
![真空预压过程中观测土颗粒运动的试验系统及试验方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9b54fe044afe04a1b171de05.png)
专利名称：真空预压过程中观测土颗粒运动的试验系统及试验方法
专利类型：发明专利
发明人：潘晓东,周廉默,何自立,蔡袁强,孙宏磊,史吏,袁宗浩,沈梦芬,王康宇,潘坤
申请号：CN202010185736.6
申请日：20200317
公开号：CN111537415A
公开日：
20200814
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：真空预压过程中观测土颗粒运动的试验系统，包括土体真空固结系统、真空驱动系统和监测系统；土体真空固结系统包括开设有观察窗的模型箱，观察窗的外侧设有高清相机；模型箱子的顶端设有LVDT位移传感器，模型箱内设有塑料排水板、孔隙水压力传感器和真空表测头，塑料排水板通过真空管线与真空驱动系统连接；真空驱动系统包括真空水汽分离箱、真空射流泵、和真空荷载空压力控制装置；所述监测系统包括孔隙水压力传感器、真空表测头、LVDT位移传感器和高清相机；本发明还提供了采用上述真空预压过程中观测土颗粒运动的试验系统进行试验的方法。
本发明可以高效、准确地和完整地得到真空预压过程中土体颗粒个体运动信息。
申请人：浙江工业大学
地址：310014 浙江省杭州市下城区潮王路18号
国籍：CN
代理机构：杭州天正专利事务所有限公司
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联合预压作用下软土固结微观特征试验研究
析 土体微 观 参数变 化 与宏 观工 程性质 变 化之 间 的关
系。
图 １ 真空 、堆载及联合 预压作用下软 土 固结 微观特征试验 流程 图
Ｆｉ ． Ｆ ｏ ｃ ａ ｔ ｆ ｃ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉ ｓ ｆ ｏ ｇ１ ｌ ｗ ｈ ｒ ｒ ｓｒ ｃｕ ｅｃ ａ ａ ｔｒｓ ｃ ｔ ｔｏ ｆ ｏ ｍｉ ｔ ｅ ｓｔ ｓ ｉ ｎ ｅ ｏ ｓ ｌ ａｉ ｎ ｂ ａ ｕ ｍｓ ｓ ｒ ｈ ｒ ｅ ａ ｄ ｏｌ ｕ ｄ ｒ ｎ ｏｉ ｔ ｙｖ ｃ ｕ ， ｕ ｃ ａｇ ， ｎ ｓ ｃ ｄ ｏ
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和 密度 ：１ ６ｇｃ ；试验 时的饱 和度 为 ： ＝ ０％； ． ／ ７ ｍ３ ９
初 始孔 隙 比 ：ｅ＝２１ 。该 试样 可归 类 为高塑 性土 。 ｏ ． ８ 试 验用 土 主要 由 ６ ．％的粘 土 、 ９ ７５ ２ ％的淤泥 和 ４ ％的
ＨＵ ｅ ｇ ｘ ａ Ｓｈ ｎ ． ｉ
（ａ ａ ｎｖｒｉ， ｈｎ ｉａ ａ ７ ６０ ， ｈｎ ） Ｙｎ ｎＵ ｉ ｓｙＳａ ｘ Ｙｎ ｎ １００ Ｃ ｉａ ｅ ｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｒａ ｉｌｃ ｍｐ ｅ ｓ ｔｓｓ ｏ ｏ ｔ ｏ ｌ ｕ ｄ ｒｃ ｎ ｏ ｉ ａｉ ｎ ｂ ｒ ｅｐ ｅ ｏ ｄ ｎ ｔ ｏ ｓ ｏ ａ ｕ ｍ， ｕ ｃ ａ ｇ ， ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｔｉｘ ａ ｏ ｒ ｓ ｅ ｔ ｆｓ ｆ ｓ ｉ ｎ ｅ ｏ ｓ ｌ ｔｏ ｙ ｔ ｅ ｒ ｌ ａ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｄ ｆｖ ｃ ｕ ｓ ｄ ｈ ｓ ｒｈ ｒ ｅ
真空预压法的讲解
真空预压法的简介
1
我国于1985年通过该方 法的国家技术鉴定。由于 真空预压法在处理软土地 基时具有不会使土体侧向 挤出、施工期短、对环境 影响小、经济效益明显等 优点,因而在工程中得到 了广泛应用,并逐渐趋于 成熟
2
在软黏土地基中设置排水 通道，然后在 上面形 成一不透气层，通过对排 水体系进行长时间不断抽 气抽水，在地基中形成负 压区，而使软黏土地基产 生排水固结，达到提到地 基承载力，减小沉降量的 目的。
施工控制要点
1抽真空系统：抽真空系统是在密封系统、 排水系统、量测系统配合下抽取真空的， 当抽取的真空度达到最大值时，应能保 持一定时间，其持续时间的长短和真空 度大小要满足设计要求。
1
2排水系统：要求袋装砂井、砂垫层、滤水管、 吸水管的排水阻力小，能顺畅地将孔隙水排出软 基。
3
4量测系统：要求从以下三个方面控制
一、传统式预压简介
传统式真空预压力的传递过程： 传统的真空预压真空度的传递过程：真空装 置→主管→滤管→砂垫层→排水板→加固土体
主要控制要点： 1、选用合格的原材料。 2、严格控制排水板打设深度。 3、密封膜按设计层数先后依次铺设，铺好一 层后，及时粘补膜面的破损部位，确保膜面密封 性。 4、密封沟开挖必须符合盖膜闭气的要求，并 将膜边沿密封沟内壁插入软土中,密封沟内必须用 粘土回填密实，保膜周边的密封 5、排水管与真空泵的连接要保证其通水、通 气畅通。真空泵运转良好，及时检查其运转情况
202X
真空预压法的 讲解
112012班 第一组
软土的介绍
01 软土是指海滨、湖沼，
河滩、谷地累积的天 然含水量高、空隙比 大、压缩性高、抗剪 强度低的淤泥、淤泥 质土及泥炭，具有固 结时间长、灵敏的高、 扰动性大、透水性差 等特点。
真空作用下软土固结机制及实例分析
真空作用下软土固结机制及实例分析LEI Ming;XU Hanyong;KUANG Xilong;XIA Linong【摘要】真空作用下土体固结机制不明确,严重制约了真空预压技术的推广.对比研究前人的固结机理,发现单纯从加载角度或者渗流角度难以解释土体固结现象,归纳出真空作用下土体固结有等向挤压固结、渗透压密固结和由水位下降造成的竖直向堆载固结3种类型.结合监测资料,分析加固区土体压力差及变形分布、土中超孔隙水压力变化和有效加固深度.研究结果表明:加固区内等向固结压力沿深度递减,同深度处靠近塑料排水板的各点大于远离塑料排水板的各点,呈水平波浪形分布;土体变形兼有等向压缩变形、竖向沉降和侧向挤出变形,土体最终变形结果为3种变形的叠加;超孔隙水压力先上升后消散,分析必须考虑孔压计受力膜内外压差影响;负压固结理论是土体产生渗透压密现象的理论基础,并无不妥.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2019(016)006【总页数】7页(P1433-1439)【关键词】真空预压;固结机制;软土地基;压力差;孔隙水压【作者】LEI Ming;XU Hanyong;KUANG Xilong;XIA Linong【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TU447真空预压法是利用排水固结原理加固软土地基的一种方法。
此方法最早由瑞典皇家地质学院Kjellmen[1]于1952年提出，国内天津大学于1958年最早进行此方法的室内试验研究。
之后该方法被广泛应用于港口、道路及铁路等工程当中，取得了巨大的成功和经济效益[2]。
但是由于真空预压法的作用机理至今仍存在争议，严重影响了它的进一步推广。
本文在对比研究前人机理的基础上，先分析真空预压加固软土机理，后结合工程试验资料进行验证，期望能给予工程界有益启迪。
目前，真空预压机理主要有：1) 等效堆载理论；2) 负压固结理论[3−4]；3) 绝对孔隙水压力零点理论[5]；4) 真空渗流场理论[6−7]。
土的固结试验方法及其原理和应用研究
土的固结试验方法及其原理和应用研究摘要：本文主要是针对土固结的实际情况，有针对性的展开了更为详细的研究与讨论。
尤其是在建筑物的基础沉降以及施工管理中，地基的稳定性是保证其之后施工最为基础且关键的存在。
而如果想要真正意义上地将土固结的价值与优势展现出来，就应该从多个不同的角度就进行分析。
基于此，本文也是从土固结的实验方法、土固结的原理、土固结的应用研究，三个角度展开了更为深入且细致的分析，以期为建筑行业施工的安全性，提供更为完善的项目、数据信息参考。
关键词：土的固结；实验方法；原理；应用研究引言：在社会主义市场经济飞速发展的时代背景下，为了能够满足群众多样化的生产与生活需求，也应该进一步地加强对土固结实验方法的详细分析，这样也就能够为建筑工程项目施工的安全性以及整体优势提升，提供更为完善的基础引导与帮助。
土基作为建筑物施工中最为基础的存在，其自身的质量能够直接地影响到之后项目施工的有效开展。
只有对于土固结实验的详细研究与分析，才能够很好地减少以往施工中的不合理问题，带动我国相关行业综合素质能力的全面提升。
一、土固结的实验方法（一）标准固结试验针对建筑工程项目施工的实际情况，积极地加强对土固结实验的研究与分析，也能够很好地为之后固结工作的合理性推进提供有效的帮助。
其中，相对标准、科学的固结实验，主要强调的就是以每一级别和加压的等级作为基础的组成部分，主要也是从12.5-3200kPa。
每一个级别的压力都是大于上覆土层的计算压力。
当土层固结24小时或者是每小时的固结在0.01毫米左右时，就能够呈现出比较明显的固结稳定标准，以此为之后各组模型与数据信息的测量提供帮助。
（二）快速固结试验快速固结实验的开展，对于沉降计算的精准度要求相对较低，只有保证土层的渗透性能比较强，才能够为之后实验工作的精准与有效推进，奠定更为完善的基础帮助。
这种比较常见的实验方式，主要就是将荷重固结在合理的范围内。
并在一个小时的时间内对其标准进行设计，这样也就能够为之后比例的精准确定与修整提供帮助。
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图6
真空加载后土体表面沉降等值线
所示，由图可知，在加载的前5 000 min之内，土
周围土体的沉降量相对较大，表现在地表就是形 成以排水板为中心的隆起现象，即所谓的“土 桩”，该“土桩”的半径大约为20~25 cm。 真空预压加固后地表沉降等值线如图6所示，
体沉降发展较快，基本呈线性增长趋势，随着时 间的增长，土体沉降速度逐渐减缓；当真空加载 到26 740 min时，排水板中心点处的最终沉降量为 最终沉降量分别为13.3 cm和14.8 cm，最大高差约 9.9 cm，在距离排水板15 cm和30 cm处土体表面的
Consolidation test and numerical simulation of particles movement to ultra-soft soil bearing vacuum load
(Department of Civil Engineering, Shanghai University, Shanghai 200072, China) WU Ya-jun, QIN Ping, YANG Jian-bo
commonly forms a small region, which has a higher strength around the drainage plate. This zone with a higher
Abstract: After consolidated by vacuum preloading, recently superficial hydraulic filled mud soil
表1 吹填土物理力学性质参数
液限/% 42.3 塑限/% 20.4 孔隙比 2.42 塑性指数 21.9
。由
于砂源的不足，许多地区只能采用海、河、湖底 的淤泥为吹填料，完成吹填后这些淤泥地基表层 基本上都为泥浆，具有高含水量、高黏粒含量、 低强度的特点，属于超软土地基 。由于施工工艺 的限制，对于这种超软弱地基，很难采用堆载预 压、复合地基和动力排水固结等方法处理，目前 工程中较多采用改进的真空预压法进行加固
[1-2]
尽管学者们在上述研究文献中都指出了“土 桩”、“淤泥抱团区”等现象，也进行了相应的 分析，但是多侧重于宏观方面，没有从根本上解 释这种不均匀现象的形成机理。笔者认为这种现 象的形成与淤泥在真空荷载下出现土颗粒的移动 与重分布有关：一部分土颗粒在负压差作用下会 随着水的流动而移动，在阻力较大的位置停下并 聚积形成所谓的“土桩”，“土桩”的存在一定 程度上阻止了土体的进一步固结，并导致土体宏 观物理力学性质的差异。 本文首先进行吹填土无砂真空预压室内模 型试验，研究单根排水板周围土体在真空负压加 载过程中颗粒组成、沉降、含水量等各项指标的 分布和变化，对吹填淤泥质土在真空负压作用下 易出现沉降和强度分布不均匀现象进行了合理解 模拟负压条件下土颗粒的移动情况。模拟结果表 明，土颗粒在土体表面负压影响下向下移动是土 体固结下沉的原因，排水板附近的土颗粒在排水 板负压的影响下向排水板方向移动，是形成“土 桩”现象的根本原因。 1 1.1 模型试验 试验土样 试验土样取自上海地区第4层土，通过室内试
is developed around the drainage plate with the radius of 20 cm to 25 cm. The content and density of fine particle pressure, particles moving down results soil’s consolidation. With the effect of negative pressure in drainage plate,
收稿日期：2013-01-02
*基金项目：上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金（B.37-0118-07-001） 程等方面的教学与科研工作。
作者简介： 武亚军(1973—)，男，博士，副教授，主要从事岩土工程中软地基处理、基坑边坡支护、地下建筑结构工
第9期
武亚军，等：真空荷载下超软土固结试验及土颗粒移动数值模拟研究*
2013 年 9 月 第 9 期 总第 483 期
水运工程 Port & Waterway Engineering
No. 9
Sep. 2013 Serial No. 483
真空荷载下超软土固结试验及土颗粒 移动数值模拟研究*
武亚军，覃 萍，杨建波
（上海大学 土木工程系，上海 200072） 摘要：新近吹填超软土经真空预压浅层加固后，普遍会在排水板周围形成土体强度相对较高的小范围区域，该区域范 围内的土体较密实，抗剪强度较高，而沉降较小，即所谓的“土桩”，“土桩”范围外的土体固结效果较差，造成大面积 吹填淤泥现场加固不均匀现象。针对以上现象，首先进行了吹填土无砂真空预压室内模型试验，并研究土体在加固过程中 颗粒组成、沉降、孔压水头高度和含水量的变化情况；其次采用颗粒流数值软件PFC2D从微观角度进行模拟，探究土颗粒的 板附近土体细颗粒含量和密实度明显升高，渗透系数下降，形成一个相对密实和弱透水性的“土桩”现象。数值模拟分析 移动情况。室内模型试验结果：真空预压加固后，土体产生不均匀沉降，排水板处产生半径为20～25 cm明显的隆起，排水
5 000
25 000
30 000
˖ॶཁ फ़Փᡯ˖ॶ15 cm फ़Փᡯ˖ॶ30 cm
布和土工膜并在周边密封，然后对排水板顶部施 加真空荷载-80 kPa，真空荷载同时作用在土样表 面和排水板处，在加载的过程中对土样表面沉降 和出水量随时间的变化进行监测。模型试验装置 如图3所示。
图4
表面沉降随时间变化曲线
[8-9]
释。然后采用颗粒流数值软件 PFC 2D 从微观角度
。关于这一宏观现象有学者也曾发 在真空预压的现场试验中指出排水
[11]
现：董志良
[10]
板周围出现“土桩”现象，；唐彤芝 会形成“淤泥抱团区”；关云飞
[12]
通过吹填
淤泥真空预压加固的现场试验发现在排水板周围 对比分析了吹 填淤泥和海相软土在真空预压下的固结特性。排 水板处出现的“土桩”现象如图1所示。
达 5 m 。在整个加载过程中，排水板中心处相对
不均匀沉降现象，排水板处的沉降量相对较小，
和图6所示。从图中可以看出，土体表面有明显的
真空荷载施加结束后土体表面沉降情况如图5
第9期
武亚军，等：真空荷载下超软土固结试验及土颗粒移动数值模拟研究*
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后，土体含水率范围在29%~55%，与加固前的含 以看出，真空预压加固后，在同一土层深度处， 离排水板越近，土体的含水率越小。从图 8 可以 看出，真空预压加固后，在距离排水板相同位置 处，上部土体的含水率比下部土体的含水率小。 这一变化规律说明在径向方向，靠近排水板处的
density, greater shear strength and small settlement, is so-called the “soil pile”. The poor consolidation result of vacuum preloading to research the particle composition, settlement, pore pressure head height and water content.
analysis this phenomenon, we firstly conduct an indoor model test of superficial hydraulic filled mud soil under sight. The indoor model test shows that uneven settlement is formed in soil after vacuum preloading. Obvious uplift weak permeability “pile” phenomenon. The numerical simulation indicates that under the influence of negative
图2
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模型箱内的土样
图5
10
真空加载后土体表面沉降
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8
8.000 9.000 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 16.00 17.00 17.50 2 4 6 8 10
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图3
模型试验示意图
2
1.3
试验结果及分析 加载过程中土体表面沉降随时间的变化如图4
从图中可以清晰的看出模型中的土体表现为中间 高、四周低的现象。 原状土的强度与土体的含水率密切相关， 为了了解原状土在真空预压加固过程中土体含水 率的变化，加固过程中对原状土进行了含水率试 验，试验结果如图7，8所示。其中，图7为离排水 板不同距离土体含水率分布图，图8为土体不同深
周围土体沉降量最小。
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simulation; PFC2D
Key words: superficial hydraulic filled mud soil; particles movement; redistribution; soil pile; numerical
近年来，为缓解陆地资源的紧缺态势，在我 国东南部沿海地区大量采用围海造陆方式形成陆 域。而且随着工程建设发展需求的不断提高，建 设方为加快工程建设进度，通常在很多刚吹填完 毕的流态地基上就立即开展地基加固工作
gains highly, and its permeability coefficient decreases around the drainage plate, forming a relatively dense and soil particles nearby drainage plate move to drain board direction which result in the “soil pile”.