吹填陆域软土地基加固方法及工艺研究

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

858585抽真空天数/day150150130施工工艺直排式常规式增压式深度/m181818间距/m111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mm609602615抽真空期沉降/mm174917771791总沉降量/mm235823792406沉降速率/mm/day2.42.21.7固结度/%85.286.089.2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

11#和2#表层土体的沉降量相比于3#试验区较大，最大相差23%

23#经增压处理之后，沉降量随着深度变化的均匀性良好

32.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=1i=2.5i=4i=10g/cm3cm/s10-6cm/si=1i=2.5i=4i=10普通0.130.0060.0043.053.654.263.60.110.110.15-防淤堵0.070.1060.0345.946.234.754.070.380.380.460.46梯度比值越大，淤堵越严重。试样滞留土量渗透系数试验前试验后g/cm3cm/s普通滤膜0.0530.0060.0036防淤堵滤膜0.1360.1060.00952.研究方法与内容轴向压缩试验4.排水板性能研究防淤堵滤膜普通滤膜类型复合体宽度厚度单位长度质量抗拉强度延伸率纵向通水量mmmmg/mkN/10cm%cm3/s普通排水板新板1004.6583.31123工后1004.680--16防淤堵排水板新板994.3942.31524工后994.21382.415222.研究方法与内容排水板：褶皱

内含土颗粒工后性能4.排水板性能研究2.研究方法与内容滤膜：滤膜表面粘附有土颗粒，渗透系数降低工后性能4.排水板性能研究类型厚度单位面积质量单位面积滞留土量滤膜渗透系数mmg/m2g/cm2cm/s普通排水板新板0.2170-0.006工后0.231200.005-防淤堵排水板新板0.67100-0.106工后-1670.00670.0102.研究方法与内容芯板：粘附有土颗粒，倾斜工后性能4.排水板性能研究排水板单价面积间距深度差值常规塑料排水板1.25元/m39451m21m18m35640元防淤堵塑料排水板1.30元/m2.研究方法与内容经济性4.排水板性能研究

费用与效率的双重评价。3.主要成果和创新点1.2.3.吹填土地基的各物理力学指标具有较大的地区差异，采用统计学的方法将各指标间的相关性进行函数拟合，可有效指导工程施工。将Biot固结理论与有限元仿真技术有效地结合起来可准确地对真空预压方法进行分析，模拟真空预压加固吹填土地基时土体刚度和强度在土体固结过程中不断增长。三种施工工艺均可提高土体的抗剪强度，但其处理范围和加固效果存在明显的差异。延时增压的方法可有效提高施工效率，增压法加固效果受尺寸影响显著。4.防淤堵排水板比普通排水板具有更好的防淤堵性能，渗透性能更高，对土的固结速率提高显著，但造价相对略高。工后塑料