《排水固结法》PPT课件.ppt

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1、固结问题的研究在Terzaghi1923年发表他的固结理论后达到了新的高度。有效应力原理和固结理论的建立标志着现代土力学的建立。从此,人们才可以借助有效应力的原理和固结理论,对土体的稳定性和沉降间题进行更符合客观实际的定量计算,也使在实验中计算固结速率的方法才成可能。5排水固结法5.0发展历程与趋势由于淤泥等软土渗透性差,在附加应力下排水缓慢,单纯使用排水固结法往往要很长时间才能使软土基本固结。因此,排水固结法的发展过程也是改善软土竖向排水能力的砂井、排水板等工艺的发展过程。竖向排水方法先后发展了两种,即砂井法和排水纸板法。193

2、7年瑞典专家首先提出用排水纸板取代砂井作为竖向排水体,该法施工方便,排水效率高,具有极大的优越性。但由于最初的排水纸板在稳定性、耐久性方面所存在间题限制了该法的广泛应用,直到瑞典的O.wager研究成功用聚氯乙烯槽形芯板替代纸质芯板,用无纺土工织物代替纸质滤膜,解决了排水板的稳定间题,才使这一型式迅速被推广应用。排水板的推广也使排水固结法得到了更广泛的应用。袋装砂井法是从加砂井法基础上发展起来的一种方法,该法使用7cm的袋装砂井取代了20-60cm的砂井,施工设备轻便、效率高,砂袋采用聚乙烯编织袋,砂则选用纯净的中粗砂。袋装砂井功

3、能上可以与塑料排水板法等效,由于其施工质量较易控制,近年来有取代塑料排水板的趋势。在我国,真正意义上的排水固结法试验是交通部一航院1982年在天津塘沽新港四港池码头进行的,这次试验取得了良好的效果,加快了该法在全国的推广.5.1概述5.1.1.排水固结法概念与应用1)排水固结法的概念排水固结法排水固结法(预压法)是对天然地基,或先在地基中设置砂井(袋装砂井或塑料排水带)竖向排水体,然后利用建筑物自身重量分级逐渐加载;或在建筑物建造前在场地先行加载预压,使土体中的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐渐提高的方法。2)排水固

4、结法的应用排水固结法可与其它地基处理方法结合起来使用,以提高软土地基的加固效果。天津新港先进行真空预压(先使地基土抗剪强度得以提高),再施工碎石桩形成复合地基的试验,取得了成功;美国横跨金山湾南端的Dumbarton桥东侧引道路堤下淤泥的抗剪强度小于5kPa,其预压固结时间需要40年左右为了支承路堤及加速固结完成所预计的2m的沉降量,采用了以下设计方案:①采用土工聚合物以分布路堤荷载和减小不均匀沉降;②使用轻质填料以减少荷载(降低自重应力);③采用竖向排水体使固结时间缩短到一年之内;④设置土工聚合物滤网以防排水层发生污染等。此外,

5、国内亦有采用长塑料排水板与短深层搅拌桩的联合地基加固形式,用以加固高速公路路基的试验与应用报导。5.1.2排水固结法体系的组成排水固结法系统由两个部分组成:排水系统和加压系统。排水固结排水系统加压系统竖向排水体水平排水体普通砂井袋装砂井塑料排水带砂垫层堆载预压法真空预压法降低地下水位法电渗法真空联合预压法注意:排水固结法能否获得满足工程要求的实际效果,则取决于地基土层的固结特性、土层的厚度、预压荷载的大、小和预压时间长短等因素。如果软土层不太厚(<5m)或固结系数比较大(cv>lx10-2cm2/s)时,不需要很长时间就可获得较好

6、的预压效果;反之,饱和软土层比较深厚(>l0m),而且固结系数又比较小(cv<1xI0-3cm2/s。),则排水固结所需随时间很长。堆预压的地基处理方法就受到了限制。排水固结法适用于处理淤泥、淤泥质土和冲填土等饱和粘性土地基。软土层厚度小于4m,用天然地基堆载预压法处理,否则,采用塑料排水带、砂井等竖井排水预压法处理地基。真空预压法适用于能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。降低地下水位法、真空预压法和电渗法由于不增加剪应力,地基不会产生剪切破坏,适用于很软弱粘土地基。排水固结法用于道路、仓库、罐体、飞机

7、跑道、港口等大面积软土地基加固工程。5.1.3排水固结法适用范围5.2加固机理5.2.1加固地基原理饱和土的渗透固结理论土力学中,土在某一压力作用下,自由水逐渐排出,土体随之压缩,密实度和强度随时间增长的过程称为土的固结过程。因此,固结过程就是超静水压力消散、有效应力增长和土体逐步压密的过程。渗透固结是指饱和土体在荷载作用下,土孔隙中的水随着时间延续缓慢渗出,土的体积逐渐减小的过程。饱和土体受荷产生压缩(固结)过程包括:1)土体孔隙中自由水逐渐排出;2)土体孔隙体积逐渐减小;3)孔隙水压力逐渐转移到土骨架来承受,成为有效应力,土体

8、逐渐被压密。5.2.2堆载预压法的加固机理预压法是在建筑物建造以前,在建筑场地进行加载预压,使地基的固结沉降基本完成并提高地基土强度的方法。在饱和软土地基上施加荷载后,孔隙水被缓慢排出,孔隙体积随之逐渐减少,地基发生固结变形。同时随着超静水压力逐渐

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