比奥固结理论在堆载预压加固工程场地中运用

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1、第24卷第2期岩土力学Vol.24No.22003年4月RockandSoilMechanicsApr.2003文章编号10007598(2003)02―0307―04比奥固结理论在堆载预压加固工程场地中运用12徐书平刘祖德1.中冶集团武汉勘察研究总院湖北武汉4300802.武汉大学土建学院湖北武汉430072摘要运用平面应变比奥固结有限单元法对南京某钢铁厂江边原料厂采用堆载预压结合塑料排水板处理的软土地基进行了计算得到了较为理想的效果计算中将塑料排水板合理地简化成等效砂墙理论计算结果与实测结果吻合较好验证了计算方法是合理可行的关键词比奥固结理论有限单元法堆载预压塑料排水板等效砂墙中图

2、分类号TU223文献标识码AApplicationofBiot’sconsolidationtheorytoimprovingsoftgroundbypreloadingmethodXUShu-ping,LIUZu-de1.WuhanCentralInstituteofGeotechnicalInvestigation,Wuhan430080,China2.SchoolofCivilandArchitecturalEngineering,WuhanUniversity,Wuhan430072,ChinaAbstract:Amethod,drainagewithplasticboard,

3、wasusedtoimprovethesoftgroundbypreloadingmethodforarowmaterialsiteofacertainsteel-ironfactoryatthebankoftheYangtzeriver;andithasyieldedgoodresults.InthispaperFEMofBiot’sconsolidationtheoryisappliedtocalculatetheconsolidationoffoundation.Theplasticboardisrationallysimplifiedtoequivalentsand-wall.

4、Themeasuredresultsarefavorablycoincidentwiththenumericalresults;andthatverifiesfeasibilityofthecomputationalmethod.Keywords:Biot’sconsolidationtheory;FEM;preloadingmethod;plasticdrainageboard;equivalentsand-wall.正式用作原料厂使用前场地内广泛堆有6m左1前言右的矿渣等废料因此作原料厂使用时必须先堆载预压结合塑料排水板加固软土地基在清除场地内的废料工业废料的堆积时间一般在国内外已

5、得到广泛运用但把计算所得的理论结果56年以上局部地段时间更长厂方要求原料与实测值对比来评价计算结果的可靠程度并不多厂建成后其矿粉堆高最大设计高度为13m按见塑料排水板作为竖向排水体可以加速土体的矿粉的重度g=24kN/m3计即最大荷载强度可达固结在平面应变比奥固结有限元分析中一般都将塑料排水板简化为垂直于计算断面的等效砂墙300kPa而场地的地基承载力本身满足不了设计[12]其中文献[2]按在同样时间内达到相同固结要求因此在经过对地基加固方案比选后决定度作为等价条件并导出了等效后水平向渗透系数采用堆载预压结合塑料排水板的方法对场地进行处与土体水平向渗透系数的关系根据上述原则对理保证在每

6、级加荷后场地的地基稳定性为此南京某钢铁公司江边原料厂堆载预压加固地基进行对场地进行了比奥固结有限元计算分析地基各土了有限元计算分析所得的结果与实测值吻合较层物理力学指标见表1场地计算断面的地质剖面好图如图1所示地下水位在地面下3.0m场地设2工程概况计断面图如图2所示塑料排水板打设长度为18.0m间距为2.0m采用正三角形布置第一阶段工程场地位于南京某钢铁公司江边原料厂在加载高度为6.3m料堆加载过程如图3所示收稿日期2002-04-30作者简介徐书平男1965年生2002年获武汉大学硕士学位高级工程师主要从事各种岩土工程数值计算万方数据岩土力学2003年表1地基各土层的物理力学指标T

7、able1Physico-mechanicalindexesofsoillayers3比奥固结方程与应力应变关系offoundation土层gwwLIlwpe对于平面应变问题比奥固结微分方程[3]可写土名状态厚度代号/kNm-3/%/%为2素填土稍密4.619.425.4340.44150.733粉煤灰稍密2.915.452.352.61.04121.24¶sx¢¶txz¶uü++=04粉质粘土软塑14.918.334.837.10.89150