超軟基加固過程中排水板濾膜等效孔徑的研究-大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目結(jié)題報告-文庫吧
2025-04-24 09:46 本頁面
【正文】 圖 為現(xiàn)場十字板試驗照片。 6 圖 現(xiàn)場十字板試驗 在計算十字板剪切強度時，需作如下假定 :假定破壞面上得剪應(yīng)力是均勻分布的，且破壞面為十字板在土體中旋轉(zhuǎn)的圓柱型表面，土體破壞是突然破壞而不是逐漸破壞。滿足以上條件時，可以按下面的公式計算十字板剪切強度 vS 。 兩端剪應(yīng)力為均勻分布的矩形十字板： 36 ,27v THS DD??? （ 21） 兩端剪應(yīng)力為三角形分布的矩形十字板： 38 ,29v THS DD??? （ 22） 式中： T為扭矩，單位是 kg cm。D為十字板的直徑，單位為 cm。工程實際一般用式（ 21）計算，式（ 22）的計算值比式（ 21）大%左右。 7 由 Henchy 塑性理論可知，對于 0?? 的土體，扭矩 T是與十字板翼片數(shù)量 n有關(guān)的，隨 n的減少而增大。法倫特由此推 導(dǎo)出如下公式： 4231 168 tgnvvn D HT D S S etg? ??? ??? ? ????? （ 23） 用 n= 6的兩種十字板分別做剪切試驗，聯(lián)立代入上式可以求得 vS 和? 。 假定十字板剪切試驗的土體破壞面為十字板的旋轉(zhuǎn)圓柱形表面，十字板轉(zhuǎn)動方向為順時針，水平力正交于軸桿所在垂直面。當滿足上述假設(shè)條件時，由如下計算公式： 2211 l g 12 3 2 2DT D c H D H c tgtg ???? ???? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ??? （ 39） 式中： c 為內(nèi)聚力。計算時采用 D相同而 H 不同的兩種十字板剪切儀做剪切試驗，代入上式聯(lián)系方程可以求解 c、 ? 的值。 (1)含水率觀測 在臨港工業(yè)區(qū)真空預(yù)壓試驗的一期插板結(jié)束后，對三種塑料排水板板外 02cm處的土樣進行選取，帶回天津大學(xué)土力學(xué)試驗室做含水率試驗。結(jié)果見表 21： 表 21 臨港工業(yè)區(qū)含水率 取土位置 樣本數(shù)量 最大含水率 % 最小含水率 % 平均含水率 % 防淤堵板外 12 防淤堵板外 12 防淤堵板外 12 增壓防淤堵板外 12 8 增壓防淤堵板外 12 增壓防淤堵板外 12 普通板外 12 普通板外 12 普通板外 12 （ 2）十字板強度 表 22 現(xiàn)場十字板剪切強度 取土位置 樣本數(shù)量 十字板剪切強度均值（ kPa） 防淤堵區(qū) 6 增壓區(qū) 6 普通區(qū) 6 防淤堵區(qū) 比普通區(qū)強度增加值 0 防淤堵區(qū) 比普通區(qū)強度增加百分比 0 % % % % % 從表 21 和表 22可以看出，增壓防淤堵板和防淤堵板的不同位置處含水率有一定差距，越靠近排水板的土樣含水率越低，說明靠近排水板的地基土孔隙水排出較多，增壓防淤堵板和防淤堵板區(qū)域土體的含水率較低，在取樣時可以明顯的感覺到這兩個區(qū)域的土體強度較高，行走比較容易，而普通板雖然在含水率的試驗數(shù)據(jù)上與前兩者差距不大，但在現(xiàn)場可以明顯看出其加固效果不太理想，與防淤堵板和增壓板有很大差距，含水率 較多，土體比較軟且行走困難。 從現(xiàn)場十字板剪切強度 試驗數(shù)據(jù) 來看，防淤堵板加固后的土體強度明顯高于普通板的土體強度，有時甚至能達到增加 200%的加固效果。以上實驗數(shù)據(jù) 基本能夠反映出現(xiàn)場的實際情況。 本實驗定性的分析了不同排水板類型對土樣產(chǎn)生的影響程度的 9 差異。其中防淤堵板和增壓防淤堵板的加固效果較好，由于其濾膜孔徑較大，雖然會在初期造成一定量土體的流失，卻不容易形成排水通道的堵塞，在濾膜的反濾作用下土體的單位時間流失量會逐漸減小，在排水板內(nèi)部形成良好的排水通道，孔隙水壓力消散速度快、沉降較大并且穩(wěn)定快。相反，普通 板具有較小的孔徑，希望能夠盡可能地減少土體流失，但通過現(xiàn)場實際觀測發(fā)現(xiàn)過小的孔徑容易造成排水通道的堵塞，土體流失雖得到控制，但沒有順暢的排水通道，孔隙水難以排出，孔隙水壓力不能消散，從而大大影響了地基加固效果。 電鏡掃描實驗 一、 實驗樣品采集 為了檢驗臨港工業(yè)區(qū)真空預(yù)壓區(qū)域不同類型塑料排水板的地基加固效果，確定塑料排水板濾膜孔徑大小與土體流失、固結(jié)沉降的關(guān)系，對臨港工業(yè)區(qū)二期工程部分真空預(yù)壓區(qū)的地基土進行了現(xiàn)場取樣。取樣時間是一期插板與二期插板的間隔，由于一期插板的插板深度比較淺，以 及地基土的含水率仍比較高，難以在不擾動土體的情況下取得較深的原裝土樣，所以控制取樣深度 0— 。現(xiàn)場真空預(yù)壓區(qū)共采用了三種不同類型的塑料排水板，分別為普通板、防淤堵板和增壓防淤堵板。對三種塑料排水板所在的加固區(qū)域分別隨機選定 2 個 1— 2 平方米的矩形面積，每個矩形面積下插有 4條塑料排水板，選取每條塑料排水板兩側(cè) O— 、 — 和 — 的矩形土塊，共計 3 組， 9 種土樣，用于觀察不同位置處的土體微觀結(jié)構(gòu)差異和顆粒大小分析。 二、 微觀結(jié)構(gòu)與礦物成分 10 在觀察土體微觀結(jié)構(gòu)的技術(shù) 中，電子顯微鏡能更直觀和準確地揭示土體的顆粒排列和孔隙大小，是目前應(yīng)用比較廣泛的一種微觀結(jié)構(gòu)觀察方法。電子顯微鏡研究土體結(jié)構(gòu)時，對樣品的制備有很高的要求，如何復(fù)制樣品的表面以及在不擾動土體微觀結(jié)構(gòu)的情況下制作超薄片是電子顯微鏡所面臨的主要困難，也是影響電子顯微鏡觀察效果的主要因素。掃描電鏡 (SEM)具有比較深的視野，大約為光學(xué)顯微鏡的300倍，放大倍數(shù)的外圍廣，可以從 20 倍放大到 20xx00 倍且能實現(xiàn)連續(xù)放大，是直接研究樣品表面的一種普遍而有效的方法。 對臨港工業(yè)區(qū)的部分土樣采用掃描電鏡法觀察土樣的微觀結(jié)構(gòu) ，掃描電鏡試驗是在天津大學(xué)精密儀器學(xué)院的電鏡掃描試驗室進行的。對臨港工業(yè)區(qū)的 9種土樣中每種土樣隨機選取并制成 3個樣品，共計27組送到電鏡掃描室，由試驗室老師對樣品進行必要的處理和養(yǎng)護，再對樣品進行掃描試驗，最后得到每個樣品不同放大倍數(shù)時的圖像，分別是 x100、 x2OO、 x5OO、 x1000、 x20xx、 x5000、 x10000。通過相同樣品不同放大倍數(shù)圖像的對比以及不同樣品相同倍數(shù)圖像的對比，觀察土體的微觀結(jié)構(gòu)和不同土體之間微觀結(jié)構(gòu)的差別。此外，在電鏡試驗室對 27 個樣品進行了能譜分析，用以確定土體中礦物元 素含量以
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