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随着国民经济的发展和天然优良地基的逐步减少,许多建筑物和构筑物不得不建造在较差的松软地基上。我国东南沿海和内陆地区软土分布就极为广阔,多淤泥质土和淤泥土。处理软粘土地基一般采用排水固结法,真空预压法就属于排水固结法,近二十多年来广泛应用于软基处理中,并取得了很好的工程和经济效益。目前有很多学者致力于真空预压加固地基理论研究,但由于这种方法在许多方面还存在问题,制约了工程应用,故需要进行更为系统的研究。
首先在多孔介质渗流理论基础上阐述了真空预压加固地基机理,对比了真空固结与堆载固结的异同。辨析了真空与负压、负压与吸力的概念,并通过对若干工程的分析,证明对于基本饱和和过饱和的淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土,土体的饱和度在真空固结后仍基本为饱和。同时,利用部分工程实测数据验证真空预压加固地基强度增长的基本规律。
在此基础上分析了影响真空预压加固效果的主要因素:场地地质条件、抽真空作用强度、地下水存在状况及竖向排水体,并提出了一些真空预压加固地基的适用情况和处理方法,如塑料排水板的适用情况,场地形状系数的总结及其应用,单台泵的加固面积等。通过若干工程分析总结出地下水位下降深度范围,证明地下水位下降极限深度约为6m。通过部分工程数据说明竖向排水体的材料对真空度传递损失的影响,并对排水板的材料和滤膜包裹方式进行了新旧对比。通过建立模型对真空预压加固影响区作用机理做了初步探讨。
为了总结排水体中负压的损失情况,衡量真空预压加固地基的最终效果,通过真空预压改进的沉降计算方法和群井理论推导出的竖向排水体影响半径经验公式,建立理想状况下竖向排水体负压计算模型,并利用分层沉降监测数据和拟合后的孔压变化曲线反分析真空预压膜下真空度基本达到稳定及其加固接近结束时塑料排水体中的负压分布模式。通过对工程数据的计算分析,认为负压沿深度均有分布,且在排水体一半以上的位置呈递增趋势,以下部位呈递减趋势,且孔压变化曲线基本符合指数式。