塑料排水板不同设置状态加固软土地基效果的理论分析

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塑料排水板不同设置状态加固软土地基效果的理论分析

及地区经验,确定路基各层土的参数。

式中:Tv为时间因子.Tv=Cv*t/H2 Cv为竖向固结系数:H为土层厚度。 巴隆(Barron)最先给出了理想井在等 垂直应变和自由垂直应变两种边界条件 下的水平向固结方程的解。仅考虑水平 向流动时的平均固结度为:

本工程采用塑料排水板.其功能和 排水机理与砂井相同.其固结理论和设 计方法也基本相同。因此.可将排水板 换算成等效直径的砂井对塑料板排水预 压法进行设计和研究。其等效直径为

式中:α为换算系数:取α为0.8: 8.b分别为塑料板的厚度和宽度。 排水板影响圆的直径计算和砂井相 同.排水板采用等边三角形排列时: 23

由水平向,竖向共同排水引起的土 层总平均固结度表达式为

2 3 × 1.105/

式中:L为排水板间距。 路基土与实际情况相比可有如下假 设: 1)压缩土层是均质、各向同性的饱 和土体: 2)饱和土体的土粒和水均认为不可 压缩: 3)在固结过程中.渗透系数和压缩 模量均视为常数: 4)土中水的渗流规律符合达西定 律: 5)不考虑次固结的影响。 对于塑料排水板加固的地基.太沙 基(Terzaghi)给出竖向平均固结度/为:

塑料排水板未穿透软土层时固结度

塑料排水板设置不同状态

1.排水板不同间距时固结度计 算及分析

1.排水板不同间距时固结度计 算及分析

某一钻孔处土层厚度如下: 第1层:泥炭质淤泥h=14m:第2 层:粉质粘土h=2m: 第3层:粉土h=1.5m:第4层: 中细砂h=5m. 软土层上铺设50cm砂垫层.假设外 荷是一次施加于土体,塑料排水板穿透 软土层(上三层).此时为双面排水固结, 塑料排水板间距分别取1.2m.1.4m.1 6m、1.8m、2.0m.把各参数带入公式 (3).可得各时刻下不同间距的固结度 见表1。

根据计算结果和表1可以看出,软土

层固结度很快达到80%是因为该处2、3 层软土渗透系数较高.类似于砂土层.固 结速度很快,主要表现为瞬时沉降。根 据施工需要该处塑料排水板间距采用1 6m较为合适。 另外如果预压荷载不是一次施加.拟 定加荷计划分为三级,荷载分别为 30kp。、30kp。、40kp。进行预压.堆载时间 分别为20天、40天、60天。为了直观地 看出塑料排水板不同间距时固结度关系, 做柱状图1如下

图1不间排水板距离时固结度

对比表1和图1可以看出.预压荷载 一次施加软土层,固结度20天就达到 90%左右.而逐级预压时固结速度缓慢

CONSTRUCTION&MANAGEMENT

图2预压60天不同状态下土层固结度等值线图

固结度60天方达到90%以上。相比之下. 一次施压固结速度快,但是施工困难。 2.排水板不同长度时固结度计 算及分析 塑料排水板没有穿透软土层,荷载 逐级预压.加荷计划分为30kP。、30kP。 40kp三级.堆载时间分别为20天、40天, 60天.并计算80天、预压荷载100kp时 的固结度。排水板间距采用1.6m.排水 板长分别取12.5m.13.5m.14.5m.15 5m.16.5m、17.5m时,各参数带入公 式(5).得塑料排水板不同长度时的固 结度:见表2。 表2塑料排水板不同长度时的固结度

5m)为塑料排水板长度.y轴(1.2m~ 2m)为塑料排水板间距.z轴为固结度 (%)。可以看出由(14.5.12).(14.5 16).(18.16).(18.12)四点围成的区域 (右角)固结度较高。可以说明塑料排水 板长度大.穿透软土层钢结构工程雨季施工方案,塑料排水板间 距越小时.固结度越高。而在图中左角 标有z轴处.固结度最低.表示塑料排水 板打得浅、间距大时,土层固结速度增 长缓慢。

可以看出.塑料排水板小于14.5m 时,塑料排水板没有穿透厚度较大的泥 炭质淤泥.该层渗透系数小.平均固结速 度缓慢,60天的固结度还没有达到80%。 塑料排水板大于14.5m时.穿透了泥炭质 淤泥.平均固结速度较快。塑料排水板逐 级加荷穿透和未穿透软土层相比较,穿 透时60天固结度达到90%以上,而未穿 透时80天固结度才达到90%以上。 塑料排水板长度大、施工期短.但 是施工难度大,易造成排水板弯曲.影 响渗透效果。塑料排水板在冻土层中作 用不明显,东北地区软土层设置塑料排 水板施工考虑季节变换,确保达到预期 效果。 3.各种状态下土层固结度综合 分析 逐级加载.塑料排水板不同间距.不 同长度,预压60天,荷载到100kp时固 结度等值线立体图如下。

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