吹填陆域软土地基加固方法及工艺研究.ppt

·一航局·港研院 交 融 天 下 建 者 无 疆 一航局 港研院 吹填陆域软土地基加固方法及 工艺研究 目录 一、研究背景、目的和意义 四、成果水平及收益 二、研究方法与内容 三、主要成果和创新点 博士后创新项目，从以下4各方面展开论述： 1.研究背景、目的和意义 世界 中国 天津 吹填造陆是世界范围内解决土地资源紧缺的重要途径 ！ 目前中国填海造陆确权面积已超过1100平方公里。 以天津市为例：仅天津滨海新区规划造陆超过320平方公里。 1.研究背景、目的和意义 软土 砂土 对超软土的认知和处理技术 高渗透性 渗透差 有承载力 无承载力 砂土 软土/超软土 1.研究背景、目的和意义 香港 天津 连云港 新加坡 含水率高 强度低 流动性强 颗粒细 塑性指数高 渗透性差 对土的认知 1.研究背景、目的和意义 真空预压技术方法 分级真空预压 劈裂法 增压法 真空堆载联合预压 真空电渗联合预压 真空强夯联合预压 真空化学联合预压 联合法 。 。。 常规式 直排式 常用法 对真空预压施工工艺的认知 1.研究背景、目的和意义 对排水加固效果的认识 排水板淤堵 排水板弯折 加固区沉降不均匀 1.研究背景、目的和意义 吹填土特性：吹填土具有很大的地区差异性。 排水板性能：防於堵性能和工后性能。 有限元仿真： 土体的加固过程中刚度和强度的变化。 施工工艺：直排式、常规式和增压式等。 吹填土 仿真分析 施工工艺 排水板性能 2.研究方法与内容 现场取土，开展3万多组室内试验，分析吹填土的物理力学特性。 室内模型试验 现场取土 1.吹填土特性研究 2.研究方法与内容 1.吹填土性能研究 天然含水率 孔隙比 液限 塑性指数 液性指数 压缩系数 压缩模量 塑限 相关性分析 2.研究方法与内容 1.吹填土性能研究 通过统计学的知识，获取各物理力学指标间的相关性 试验区编号 1#直排式 2#常规式 3#增压式 砂垫层 无 0.5m 无 预压50天开始增压，增压管深5m，间距0.8m，正方形。 真空荷载/kPa 85 85 85 抽真空天数/day 150 150 130 施工工艺 直排式 常规式 增压式 深度/m 18 18 18 间距/m 1 1 1 布置方式 正方形 正方形 正方形 类型 标准板 标准板 标准板 2.研究方法与内容 2.真空预压施工工艺研究 建立3个试验区，分别开展直排式、常规式、增压式真空预压施工工艺。 2.研究方法与内容 2.真空预压施工工艺研究 表层沉降 孔隙水压力 分层沉降 地下水位 2.研究方法与内容 表层沉降 区号 1# 2# 3# 打板期沉降mm 609 602 615 抽真空期沉降/mm 1749 1777 1791 总沉降量/mm 2358 2379 2406 沉降速率 /mm/day 2.4 2.2 1.7 固结度/% 85.2 86.0 89.2 表层沉降量相当! 2.研究方法与内容 孔隙水压力 直排式 常规式 增压式 2.研究方法与内容 孔隙水压力 增压式 直排式 常规式 2.研究方法与内容 分层沉降 直排式 常规式 增压式 2.研究方法与内容 分层沉降 沉降量均随着深度的增加而逐渐减小 1 1#和2#表层土体的沉降量相比于3#试验区较大，最大相差 23% 2 3#经增压处理之后，沉降量随着深度变化的均匀性良好 3 2.研究方法与内容 地下水位 3个试验区的地下水位不会随着土体压缩而变化。 地基土体在加固过程中，仅受到真空压力的作用，而没有水位上升或者下降而引发的浮力或者压力作用。 2.研究方法与内容 加固效果 直接增压 增压式 直排式 常规式 42% 实验室 2.研究方法与内容 加固效果 加固效果 现场试验 实验室 直接增压 延时增压 直接增压 延时增压 十字板强度增长率 69% 81% 90% 120% 2.研究方法与内容 3.仿真分析方法研究 建立有效模拟真空预压加固方法的有限元仿真技术 一、Biot固结理论 三、平面应变问题等效方法 二、有限元仿真技术 四、刚度和强度随固结程度变化 2.研究方法与内容 3.仿真分析方法研究 表层沉降 2.研究方法与内容 3.仿真分析方法研究 孔隙水压力 在深层土层差异明显浅层差异较小。 2.研究方法与内容 防淤堵性能 排水板 工后性能 梯度比试验 轴向压缩淤堵试验 滤膜 4.排水板性能研究 芯板 2.研究方法与内容 梯度比试验 4.排水板性能研究 试样 滤膜滞留土量 滤膜渗透系数 土和滤膜的综合渗透系数 梯度比 GR 试验前 试验后 i=1 i=2.5 i=4 i=10