吹填淤泥固結特性與地基處理試驗研究.pdf

1、目前,在大面積圍海造陸工程中,廣泛采用海底淤泥作為吹填材料,吹填淤泥的的工程性質極差,給后續(xù)地基處理帶來相當大的技術難度。由于吹填淤泥的特殊性,以往關于軟土的固結特性、強度增長理論和地基加固方法不能直接應用到吹填淤泥中。
　　 本文在閱讀大量文獻的基礎上,通過模型試驗、現(xiàn)場試驗和理論分析,對吹填淤泥在自重和荷載作用下的固結特性及其地基處理技術進行系統(tǒng)的研究,主要工作如下:
　　 (1)基于以往的試驗和工程實測資料,從沉積

2、特征、物質組成、微觀結構和物理力學性質等方面,對吹填淤泥和天然軟土的工程性質進行了系統(tǒng)的對比分析,為進一步了解和研究吹填淤泥的固結特性和地基處理技術提供依據(jù)。
　　 (2)開展吹填淤泥及其地基處理方法的模型試驗研究,分析吹填淤泥的含水量、濕密度、孔隙比、抗剪強度等物理力學參數(shù)在自然沉積過程中的變化規(guī)律。將吹填淤泥自然沉積過程分為兩個階段,第一階段是以細顆粒絮凝下沉為主的自然落淤階段,該階段歷時短,土體物理力學性質提升顯著；第二階

3、段以自重固結為主,歷時長且土體性質變化緩慢。通過模型試驗,對比分析不同水平排水體和豎向排水體對地基處理效果的影響,提出使用整體式寬板和砂墊層作為豎向和水平排水通道,地基加固效果最好。
　　 (3)在模型試驗的基礎上,進一步尋求經(jīng)濟合理的加固方法,開展新近吹填淤泥地基處理現(xiàn)場試驗研究。對比分析不同真空預壓加固方案的地基處理效果,研究抽真空引起吹填淤泥地表和深層沉降、孔隙水壓力以及土體物理力學性質的變化,并分析在真空壓力下吹填土與海

4、相淤泥各監(jiān)測項目的不同變化規(guī)律。提出吹填淤泥淺層加固技術,采用薄砂墊層或無砂墊層技術快速提高吹填層的承載能力。
　　 (4)結合現(xiàn)場試驗,討論了新吹填淤泥地基淺層加固設計與施工中的關鍵技術問題。詳細闡述了改進的無砂墊層真空預壓淺層加固技術在新吹填淤泥地基快速加固工程中的施工工藝和技術要點。該技術具有工期短、造價低的特點,能滿足淺層加固的承載力要求。
　　 (5)在拉格朗日坐標系下建立以超靜孔壓為控制變量的一維大變形固結微

5、分方程,固結方程中引入指數(shù)函數(shù)模型考慮吹填淤泥的滲透非線性和壓縮非線性,利用有限差分法對方程進行求解。得出吹填淤泥地基在自重和荷載作用下超靜孔壓和固結度隨時間的變化規(guī)律,并與傳統(tǒng)的小變形固結理論進行了對比分析。
　　 (6)分析吹填淤泥在固結過程中的強度增長機理。由部分排水剪切試驗得出吹填淤泥的凝聚力和內摩擦角隨固結度的增長規(guī)律,結合沉降與時間的關系提出估算吹填土抗剪強度的方法,將計算結果與試驗數(shù)據(jù)進行對比,驗證了該方法對預測吹