真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓加固軟土地基理論與試驗研究.pdf

1、自2004年以來，我國高速鐵路的建設(shè)進(jìn)入高峰期，全國同時開工興建了多條高速鐵路。這些高速鐵路設(shè)計時速一般在250km/h以上，對路基要求高，然而有相當(dāng)數(shù)量的高速鐵路分布在軟土含量較高的地區(qū)，尤其是東南沿海地區(qū)，軟土所占的比例更加高。為了提高軟土地區(qū)鐵路的承載力及運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性，這些軟土需要進(jìn)行特別處理。真空預(yù)壓法和真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法由于在造價、效果、環(huán)保，特別是工期等方面比傳統(tǒng)的軟土路基處理方法具有更大的優(yōu)越性，因此被廣泛應(yīng)用于

2、港口、碼頭、民用建筑、機(jī)場跑道、高速鐵路和高速公路等工程建設(shè)中。由于目前對于真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓的機(jī)理認(rèn)識不足，還亟需進(jìn)一步的工作以探明機(jī)理，提高設(shè)計和施工水平。
　　 本文在前人的工作基礎(chǔ)上，依托某高速鐵路路基的真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓的試驗段，通過對室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行理論及數(shù)值的分析，針對目前真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓中的部分問題進(jìn)行了研究討論：
　　 (1)開發(fā)研制了一種新型的(W-1型)滲透系數(shù)測試儀(發(fā)明專利號：ZL2

3、00510031317.2)，這種儀器能夠反映真空負(fù)壓對土的滲透系數(shù)的影響，并利用這種儀器，對現(xiàn)場不同的原狀土進(jìn)行了滲透系數(shù)的測量試驗，發(fā)現(xiàn)了抽真空和壓縮量對滲透系數(shù)影響的規(guī)律并分析其機(jī)理。試驗中發(fā)現(xiàn)滲透系數(shù)隨著壓縮量的增大而逐漸減小，最后趨于穩(wěn)定，利用Flac5.0軟件計算得出，沉降速率隨著歷時的延長而受到滲透系數(shù)的影響逐漸增大，當(dāng)固結(jié)相同沉降量所對應(yīng)的變滲透系數(shù)固結(jié)用時大約是不變滲透系數(shù)固結(jié)用時的1.5倍時，沉降速率變化達(dá)到最大，隨

4、后沉降速率受滲透系數(shù)變化的影響又逐漸變小。
　　 (2)通過某試驗段的現(xiàn)場試驗，統(tǒng)計了沉降速率、沉降分布、孔隙水壓力分布等數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)沉降速率達(dá)到52.2mm/d，遠(yuǎn)大于規(guī)定的10mm/d，沒有出現(xiàn)失穩(wěn)問題；真空預(yù)壓和堆載聯(lián)合預(yù)壓時沿路基橫斷面的沉降的表現(xiàn)形式是不同的，真空預(yù)壓時路基呈均勻沉降，真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓時路基呈盆狀；孔隙水壓力等壓線的分布基本符合抽水井的原理，呈漏斗形，隨著地下水的抽出，加固區(qū)外離坡腳22.3m.處地下水

5、位下降了5.2m；雖然塑料排水板的深度有約18.5m，但塑料排水板深度范圍內(nèi)的土層都有顯著的壓縮。
　　 (3)利用非飽和土理論，分析真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓加固地基地下水位變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在其加固過程中零壓線足下降的，而地下水位則依據(jù)不同的因素既有可能下降，也有可能上升或是不變：利用灰色理論基于現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了現(xiàn)場地基沉降的沿深度方向分布的預(yù)測，發(fā)現(xiàn)土的分層的情況對灰色理論的預(yù)測精度有影響。
　　 (4)利用ABAQUS有限