【文章內(nèi)容簡介】 △σ =0，加固中降低的孔隙水壓力就等于增加的有效應(yīng)力，即 交通運輸學(xué)院課程設(shè)計 第 8 頁 △ ??39。? △ u （ 31） 從上可以得出，垂直排水通道不僅起著垂直排水、減小排水距離、加速土體固結(jié)的作用 ，而且起著傳遞真空度的作用。 從有效應(yīng)力路徑分析看，加固前，平均應(yīng)力為 )(2/1 39。3039。1039。0 ?? ??p （ 32） 加固中地基土體中增加的有效應(yīng)力為 △ 39。? ，由于孔隙水壓力是一個球應(yīng)力，所以各個方向均增加 △ 39。? ，因此 ?? 39。3039。3 ?? △ 39。? （ 33） ?? 39。1039。1 ?? △ 39。? （ 34） 其有效應(yīng)力圓由 D 向右移 39。D 到見圖 4，平均應(yīng)力增加到 ?? 39。039。 pp △ 39。? （ 35） 圖 4 真空排水預(yù)壓法加固特征 真空排水預(yù)壓法是利用大氣來加固軟土地基，因此不需要大量的預(yù)壓材料及實物。 對真空排水預(yù)壓法來說，別 加固土體中的 A、 B、 C、 D 各點（見圖 3）在加固前處于 k0應(yīng)力狀態(tài)，位于 k0線上（見圖 5）；加固中產(chǎn)生附加有效應(yīng)力 △σ 1ˊ =△σ 3ˊ ，它們的有效應(yīng)力路徑是一組平行于 pˊ 軸的水平線，都位于 k0線的下方，說明加固土體o 交通運輸學(xué)院課程設(shè)計 第 9 頁 都發(fā)生了側(cè)向收縮變形。 由于真空排水預(yù)壓法加固軟土地基過程中，作用于土體總應(yīng)力并沒有增加，降低的僅僅是土中孔隙水壓力，而孔隙水壓力是一個球應(yīng)力。所以不會產(chǎn)生剪切變形，僅有側(cè)向收縮。 圖 5 其中： )339。139。(2/1 ?? ??q 真空排水預(yù)壓法加固軟土地基過程中，在真空吸力的作用下易使土中的密封氣泡排出，從而使土的滲透性提高、固結(jié)過程加快。 真空排水預(yù)壓法加固軟土地基時，地基周圍的土體是向著加固區(qū)內(nèi)移動的，與堆載排水法相比真空排水預(yù)壓法加固的土體密實度要高。且由于真空排水預(yù)壓法是通過垂直排水通道向土體傳遞真空度，而真空度在整個加固區(qū)內(nèi)均勻分布，因此加固后的土體，其垂直變形在全區(qū)內(nèi)比堆載預(yù)壓加固的要均勻，而且平均沉降量要大。 真空排水預(yù)壓法的強度增長是在等向固結(jié)過程中實現(xiàn)的，抗剪強度提高的同時不會伴隨剪應(yīng)力的 增大，從而不會產(chǎn)生剪切蠕動現(xiàn)象，也就不會導(dǎo)致抗剪強度的衰減。 )339。139。(2/139。 ?? ??p交通運輸學(xué)院課程設(shè)計 第 10 頁 加固設(shè)計與計算 設(shè)計要達(dá)到的目的：第一是經(jīng)加固要先期消除一定的沉降量，使建筑物基礎(chǔ)的剩余沉降量小于允許值，這首先要分別計算出在使用荷載和加固荷載下地基發(fā)生的沉降量及規(guī)定時間內(nèi)消除的沉降量；第二個目的是使加固后地基強度的增長滿足與建筑物對地基穩(wěn)定與承載能力的要求；第三，達(dá)到預(yù)期的固結(jié)度所需要的時間應(yīng)滿足工期要求。 沉降計算 固結(jié)沉降 cS 的計算 固結(jié)沉降量 Sc 的計算可采用單向壓縮分層總和法或考慮土體應(yīng)力歷史的 elogp’曲線法來進行。對于正常固結(jié)土，通?？捎脝蜗驂嚎s分層總和法來計算。當(dāng)土層屬于泥炭土、有機質(zhì)土或高塑性粘性土?xí)r，還要考慮次固結(jié)沉降問題。 1） 單向壓縮分層總和法 按 ep 曲線計算，將地基分成若干個薄層，其中第 i 層的壓縮量為 （ 41） 總壓縮量為 ????ni cic SS 1 （ 42） 式中： ciS? —— 第 i 層的壓縮量； oie —— 第 i 層中點的土自重應(yīng)力對應(yīng)的孔隙比，由室內(nèi)壓縮試驗 ep 曲線求得； lie —— 第 i 層中點的土自重應(yīng)力與附加應(yīng)力和所對應(yīng)的孔隙比； ih? —— 第 i 層土層的厚度。 2） elogp’曲線法 首先根據(jù)土工試驗得到的前期固結(jié)壓力 39。cP 來判斷土層屬于正常固結(jié)土、超固結(jié)土還是欠固結(jié)土，然后再以不同的公式加以計算。 對正常固結(jié)土：總壓縮量為 （ 43） 式中： iS? —— 第 i 層的壓縮量； ih —— 第 i 層土層的厚度； oie —— 第 i 層中點的土自重應(yīng)力對應(yīng)的孔隙比； ioilioici heeeS ????? 1)log (1 39。 39。39。11 ci ioicini oiini ic P PPcehSS ?????? ?? ??交通運輸學(xué)院課程設(shè)計 第 11 頁 ciC —— 第 i 層的原位壓縮指數(shù)； ciP39。 —— 第 i 層中心點的有效自重應(yīng)力； iP39。? —— 在第 i 層中心點增加的有效附加應(yīng)力。 對超固結(jié)土： 當(dāng)有效附加應(yīng)力 iP39。? （ ciP39。 oiP39。 ）的土層，按下式計算固結(jié)沉降 1cS ： （ 44） 式中： siC —— 第 i 層土的回彈指數(shù)； n—— 土層的數(shù)目。 當(dāng)有效附加應(yīng)力 iP39。? ≤（ ciP39。 oiP39。 ）的土層，按下式計算固結(jié)沉降 2cS ： （ 45） 式中： siC —— 第 i 層土的回彈指數(shù)； n—— 土層的數(shù)目。 整個土層總的單向固結(jié)沉降量為 cS ： 21 ccc SSS ?? （ 46） 對于新近沉積的粘性土、新近吹填土及地 下水位降低不久的地區(qū)，常會出現(xiàn)欠固結(jié)的土層，這種土的沉降包括由于土自重應(yīng)力的欠固結(jié)部分引起的沉降和建筑物附加應(yīng)力引起的沉降兩部分，可以按下式計算： （ 47） 最終沉降量 ?S 的計算 1） 用公式來計算 按堆載法來計算最終沉降量 ?S )]39。 39。39。l o g ()39。39。l o g ([1 111 ciP iPoiPciCoiP ciPsiCni oieihni iScS ????? ???? ??)]log(C[1 39。 39。39。12 oi ioisini oiic P PPehS ???? ??)39。 39。39。l o g (1))(l o g (1 139。 39。39。39。39。1 ciP iPoiPehCP PPPPehCSoiini cioiicioicioiini cic?????????? ????交通運輸學(xué)院課程設(shè)計 第 12 頁 scd SSSS ???? （ 48） 式中： dS —— 初始沉降量； cS —— 固結(jié)沉降量； sS —— 次固結(jié)沉降量。 堆載排水預(yù)壓法中初始沉降量是荷載施加后立即發(fā)生的那部分沉降，對于真空排水預(yù)壓法中初始沉降的計算無具體計算方法，只能將其包含在修正系數(shù) sm39。 中。 次固結(jié)沉降量 sS 可按下式計算： （ 49） （ 410） 式中： oie —— 第 i 層土的初始孔隙比； ie? —— 次固結(jié)引起的孔隙比的減??； 1t —— 次固結(jié)的起始時間，可由土樣的壓縮固結(jié)試驗來確定； 2t —— 建筑物的使用年限。 軟土層總的固結(jié)沉降量可用求和的方法求出。 嚴(yán)格按照式（ 48）計算最終沉降量有時比較困難，主要是計算參數(shù)難以準(zhǔn)確確定，因此仍然可用式（ 411）來計算最終沉降量。 csSmS 39。?? （ 411） 對真空排水預(yù)壓法來說，通常 39。sm =~，這當(dāng)中還包括施工中的沉降量。 2） 用實測沉降曲線值來推求 假設(shè)在最后一級荷載作用下，沉降隨時間變化規(guī)律符合某一數(shù)學(xué)表達(dá)式，然后用曲線擬合方法。常用的數(shù)學(xué)表達(dá)式有雙曲線、冪指數(shù)曲線、二次拋物線等。 a)雙曲線法 按雙曲線變化規(guī)律，沉降可按式（ 412）計算： （ 412） 式中： tS —— t 時刻的沉降量； aS —— 雙曲線起點 ta 的沉降量； ini oiis heeS ??????1 112log ttCe ii ????)( aaat ttttSS ?? ??? ??交通運輸學(xué)院課程設(shè)計 第 13 頁 α、 β—— 待定系數(shù)。 將式（ 412）變形得 （ 413） 令 y=1/( tS aS )， x=1/(tta)，有 y=β+αx，利用測得的數(shù)據(jù)求出系數(shù) α、 β。由上式可以看出當(dāng) t 趨近于無窮大時，其沉