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真空堆载预压下软基的孔压计算与固结分析
刘戈,董兰凤
兰州大学土木工程与力学学院地质工程系,兰州(730000)
E-mail: liuamao1984@163.com
摘 要:孔隙水压力是土体固结过程中的一个极为重要的方面。本文根据实测孔压的变化规
律,给出了一种计算地基某一点的超孔隙水压力的拟合公式,并由该公式推导出了基于孔压
的固结度公式。结果表明,拟合公式能较好的反映真空堆载联合预压工程中超孔压的变化;
基于孔压拟合公式计算得到的固结度与由沉降计算的固结度比较接近,但该公式不适合计算
堆载完成后较短时间内的固结度。
关键词:真空堆载预压;孔隙水压力;曲线拟合;固结度
中图分类号:p64
1. 前言
真空堆载联合预压法已经广泛应用于各类软土地基工程,取得良好的加固效果。从真空
堆载联合预压加固的机理来看,真空压力并未改变总应力的大小,而是降低孔隙水压力来提
高有效应力,而堆载预压则是通过增加总应力的办法提高有效应力,从而使土体达到固结
[1]
。
因此,孔隙水压力的变化是研究地基强度增长机理和土体固结特性的一个至关重要的因素。
孔隙水压力是了解地基土体固结状态最为直接的手段,根据孔隙水压力的变化规律,分析地
基土体的固结机理,进一步研究加固机理和地基土强度增长机理,也可判断被加固土体的加
固效果。但是在工程实践中,多以沉降实测数据作为判断土体加固程度。通常采取的做法是
通过沉降实测曲线预测最终沉降量,并以当前沉降量和最终沉降量的比值推算固结度,进而
判断土体加固效果。然而工程实践表明,用双曲线法,指数曲线法以及 Asaoka 方法等不同
的方法预测的最终沉降量也不尽相同
[2
,
3
,
4]
,最终求得的固结度也不相同。因此,通过沉降
实测数据计算固结度难以取得满意的效果。利用孔隙水压力推求固结度,则可以避免上述由
沉降计算固结度的不足。文献
[5]
利用孔压资料,得到孔压分布图,进而给出了真空预压条件
下计算平均固结度的方法,但是未对地基中某一深度以及真空堆载联合预压条件做出讨论,
也不能对固结度的变化发展趋势做出预测。
本文基于某真空联合堆载预压工程的孔压实测数据,得到了某一深度处孔压消散的拟合
公式,并由此推导地基该深度的固结度计算公式,从而为类似工程的孔压及固结度预测提供
了一种有效的方法。
2. 工程概况
该工程加固区附近无基岩出露,场地浅部地层为饱和粘性土,从上到下土层依次为:①
粘土;②粉质粘土,粉土;③淤泥质粉质粘土;④粉质粘土,粉土;⑤粉质粘土。这些土层
的强度低,含水量很大,孔隙比大,灵敏度高,压缩系数大,属典型的软土地基。土层物理
力学性质如表 1 所示。