[发明专利]一种真空-堆载联合预压下塑料排水板地基的模型试验装置在审
申请号: | 201911253588.0 | 申请日: | 2019-12-09 |
公开(公告)号: | CN110878566A | 公开(公告)日: | 2020-03-13 |
发明(设计)人: | 徐方;韩諝;冷伍明;聂如松;杨奇 | 申请(专利权)人: | 中南大学 |
主分类号: | E02D33/00 | 分类号: | E02D33/00 |
代理公司: | 长沙市融智专利事务所(普通合伙) 43114 | 代理人: | 蒋太炜 |
地址: | 410083 湖南*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 真空 联合 预压 塑料 排水 地基 模型 试验装置 | ||
本发明公开了一种真空‑堆载联合预压软土地基的模型试验装置,包括模型箱、表面加载系统、真空加载系统、位移量测系统和孔隙水压量测系统;所述位移量测系统包括沉降量测装置和侧向变形量测装置,沉降量测装置包括竖向位移传感器、测试导线、磁性表座和沉降标,竖向位移传感器通过磁性表座固定于模型箱主体,侧向变形量测装置为柔性橡胶条,柔性橡胶条通过透明胶带粘贴于透明有机玻璃墙;孔隙水压量测系统包括微型孔隙水压力计和测试导线。本发明模型试验装置制作简单、操作方便、便于移动,可进真空—堆载联合预压模型试验,并全面量测模型地基的沉降、侧向变形和孔隙水压,为系统地研究排水板地基的变形规律并建立和完善预测方法提供依据。
技术领域
本发明属于软粘土地基处理领域,涉及一种模型试验装置,尤其涉及一种真空-堆载联合预压下塑料排水板地基的模型试验装置。
背景技术
软土地基广泛分布于人口稠密的沿海地区、河口地区及湖泊区域。此外,随着我国国民经济的快速发展,近年来沿海地区各类疏浚淤泥吹填造地工程,形成大量的软土地基,致使建于软土地区的基础设施(如铁路、公路、机场、厂房码头和港口)不断增多并趋于密集。由于软土地基含水量高、压缩性强、抗剪强度低等不良工程性质,在新修建筑(如公路和铁路路堤)荷载作用下往往易产生过大的沉降和侧向变形,且地基变形持续时间长,工后变形占比大。
过大的沉降和沉降差易引起上部结构的倾斜、开裂或改变线路的线性,并引起过渡段跳车等问题或病害,严重影响结构和线路的正常使用或运营;过大的侧向变形则会导致对相邻既有地基基础的挤压和不良作用,引起临近桩体产生过大的弯矩,引起桥墩或桥台的侧移,甚至导致桩体结构或地下管线的破坏而危及既有建筑结构的稳定性和安全性,亦已成为工程设计中不可忽视的问题。
因此,如何快速、有效、经济的处理软土地基成为地基工程领域需要考虑的关键问题。目前,常用的软土地基处理方法有:水泥土搅拌桩法、旋喷桩法、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法和塑料排水板(PVD)法等。其中塑料排水板结合预压处理法以其工期短、无需大型施工机械、成本低且对环境污染小等优点而被广泛运用。
塑料排水板法的预压形式包括堆载预压、真空预压和真空-堆载联合预压。关于堆载预压的方案,发明人和其他研究者做过了一些研究;如论文《Experimentalinvestigation of lateral displacement of PVD-improved deposit》(Geomechanicsand Engineering,Vol.9, No.5(2015)585-599).但通过后期的研究发现:堆载预压往往在地基中产生较大的剪应力,引起地基向外(远离堆载区)的侧向变形,并挤压邻近地基基础或地下管线。真空压力为各向同性“抽吸”荷载,趋向于引起地基向内(朝向预压区)的侧向变形,并易导致预压区边缘开裂而影响地基的整体性和稳定性。
真空-堆载联合预压法结合了真空预压法和堆载预压法两者的优势,可进一步减小地基的工后沉降,缩短上部工程结构的施工工期,能对地基取得良好的加固效果。通过模型试验对真空-堆载联合预压技术的工法和机理开展研究是推动该项技术进一步成熟和大面积推广应用的前提。在本发明之前,模型试验装置主要单一针对堆载预压法或真空预压法,且量测系统主要关注于模型地基沉降或其内部超孔隙水压的变化规律,往往忽视了对模型地基侧向变形的量测。本发明公开的试验装置,可开展真空-堆载联合预压排水板地基的模型试验,并全面量测模型地基的沉降、超孔隙水压和侧向变形,为系统地研究排水板地基的变形规律并建立和完善预测方法提供试验基础和依据。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种真空-堆载联合预压下塑料排水板地基的模型试验装置,该试验装置可全面量测模型地基不同位置处的沉降、超孔隙水压和侧向变形,便于获取更为精确和广泛的数据,为系统地研究排水板地基的变形规律并建立和完善预测方法提供试验基础和依据。
为了解决上述的技术问题,本发明采用如下技术方案:
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