岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (2): 437-444.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0127

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

双层地基水平排水砂垫层位置优化研究

李红坡1, 2, 3,陈征4,冯健雪1, 2, 3,蒙宇涵1, 2, 3,梅国雄1, 2, 3   

  1. 1. 广西大学 工程防灾与结构安全教育部重点实验室,广西 南宁 530004;2. 广西大学 广西防灾减灾与工程安全重点实验室,广西 南宁 530004; 3. 广西大学 土木建筑工程学院,广西 南宁 530004;4. 武汉大学 水工岩石力学教育部重点实验室,湖北 武汉 430072
  • 收稿日期:2019-03-11 修回日期:2019-05-08 出版日期:2020-02-11 发布日期:2020-02-08
  • 通讯作者: 梅国雄,男,1975年生,博士,教授,从事固结理论和土体基本性质等研究。E-mail: meiguox@163.com E-mail:li1994813@126.com
  • 作者简介:李红坡,男,1994年生,硕士研究生,主要从事软土地基固结理论方面的研究工作
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 51578164,No. 41672296,No. 51878185);广西自然科学基金创新研究团队项目(No. 2016GXNSFGA380008);中国国家留学基金(No. 201906660001)

Study on position optimization of horizontal drainage sand blanket of double-layer foundation

LI Hong-po1, 2, 3, CHEN Zheng4, FENG Jian-xue1, 2, 3, MENG Yu-han1, 2, 3, MEI Guo-xiong1, 2, 3   

  1. 1. Key Laboratory of Disaster Prevention and Structural Safety of Ministry of Education, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530004, China; 2. Guangxi Key Laboratory of Disaster Prevention and Structural Safety, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530004, China; 3. College of Civil Engineering and Architecture, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530004, China; 4. Key Laboratory of Rock Mechanics in Hydraulic Structural Engineering of Ministry of Education, Wuhan University, Wuhan, Hubei 430072, China
  • Received:2019-03-11 Revised:2019-05-08 Online:2020-02-11 Published:2020-02-08
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(51578164, 41672296, 51878185), the Innovation Research Team Program of Guangxi Natural Science Foundation (2016GXNSFGA380008) and the China Scholarship Council (CSC) (201906660001).

摘要: 针对吹填土地基内水平排水砂垫层位置的优化问题,考虑双层地基内设置单一砂垫层的情况,采用分离变量法求出了地基超静孔压和平均固结度的解析解答,通过解答退化和有限元方法验证了解答的正确性,并讨论了下层与上层地基的渗透系数之比a、体积压缩系数之比b和厚度之比c对砂垫层最优位置的影响,最后通过算例对比了砂垫层设置在不同位置时地基的固结效率。结果表明:同一时间因数下,下层与上层地基的渗透系数之比 1时,砂垫层的最优位置随着a的增大逐渐向下移动, 1时,则相反;下层与上层地基的体积压缩系数之比 1时,砂垫层的最优位置随着b的增大逐渐向下移动, 1时,则相反;下层地基的固结系数较大时,在固结前期,砂垫层的最优位置随着下层与上层地基厚度之比c的增大逐渐向上移动,在固结后期则相反。算例计算结果显示:地基固结度达到90%时,砂垫层设置在最优位置相比未铺设砂垫层能节省大量时间。

关键词: 双层地基, 水平排水砂垫层, 渗透系数, 砂垫层最优位置

Abstract: To analyze the optimal position of horizontal drainage sand blanket in reclaimed foundation, the case that a double-layer foundation with placement of a single sand blanket is considered, using the method of separation of variables, and the analytical solution of excess pore-water pressure and average degree of consolidation is obtained. Their validity is verified by degeneration and finite element method. The effects of the lower foundation permeability coefficient to the upper foundation permeability coefficient ratio (a), the lower foundation volumetric compression coefficient to the upper foundation volumetric compression coefficient ratio (b) and the lower foundation thickness to upper foundation thickness ratio (c) on the optimal position of the sand blanket are discussed. Finally, an example is given to demonstrate different consolidation efficiencies of the foundation when the sand blanket is placed at different positions. The results show that at the same time factor, when 1, the optimal position of the sand blanket moves downward with the increase of a, but when 1, the opposite becomes the case. The optimal position of the sand blanket moves downward with the increase of b when 1, and when 1, the opposite becomes the case. When the consolidation coefficient of the lower foundation is greater than that of the upper foundation, the optimal position of the sand blanket moves upward with the increase of c in the early stage of consolidation, and the opposite becomes the case in the later stage of consolidation. The calculation results show that when the average degree of consolidation of foundation reaches 90%, the sand blanket is placed at the optimal position, which saves a lot of time compared with the unpaved sand blanket.

Key words: double-layer foundation, horizontal drainage sand blanket, permeability coefficient, optimal position of sand blanket

中图分类号: 

  • TU 449
[1] 江文豪, 詹良通. 考虑井阻效应及径向渗透系数变化下砂井 地基的大变形固结[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 755-766.
[2] 李瑛, 陈东, 刘兴旺, 谢锡荣, 童星, 张金红. 悬挂式止水帷幕深基坑减压降水的简化计算方法[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 826-832.
[3] 杨志浩, 岳祖润, 冯怀平, 叶朝良, 周江涛, 介少龙, . 重载铁路基床表层级配碎石渗透特性试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 193-202.
[4] 桂跃, 吴承坤, 赵振兴, 刘声钧, 刘锐, 张秋敏. 微生物分解有机质作用对泥炭土工程性质的影响[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 147-155.
[5] 江留慧, 李传勋, 杨怡青, 张锐. 变荷载下双层地基一维非线性固结近似解析解[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1583-1590.
[6] 薛阳, 吴益平, 苗发盛, 李麟玮, 廖康, 张龙飞. 库水升降条件下考虑饱和渗透系数空间变异性的白水河滑坡渗流变形分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1709-1720.
[7] 范日东, 杜延军, 刘松玉, 杨玉玲, . 无机盐溶液作用下砂−膨润土竖向隔离屏障 材料化学相容性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 736-746.
[8] 盛建龙, 韩云飞, 叶祖洋, 程爱平, 黄诗冰, . 粗糙裂隙水、气两相流相对渗透系数模型与数值分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 1048-1055.
[9] 彭家奕, 张家发, 沈振中, 叶加兵, . 颗粒形状对粗粒土孔隙特征和渗透性的影响[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 592-600.
[10] 王刚, 韦林邑, 魏星, 张建民, . 压实黏土三轴压缩变形过程中的渗透性变化规律[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 32-38.
[11] 刘丽, 吴羊, 陈立宏, 刘建坤, . 基于数值模拟的湿润锋前进法测量精度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 341-349.
[12] 徐浩青, 周爱兆, 姜朋明, 刘顺青, 宋苗苗, 陈亮, . 不同砂−膨润土垂直防渗墙填筑土料的掺量研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 424-430.
[13] 张玉国, 万东阳, 郑言林, 韩帅, 杨晗玥, 段萌萌. 考虑径向渗透系数变化的真空预压 竖井地基固结解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3533-3541.
[14] 胡明鉴, 崔 翔, 王新志, 刘海峰, 杜 韦, . 细颗粒对钙质砂渗透性的影响试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2925-2930.
[15] 李 贤, 汪时机, 何丙辉, 沈泰宇, . 土体适用MICP技术的渗透特性条件研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2956-2964.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 詹永祥,蒋关鲁. 无碴轨道路基基床动力特性的研究[J]. , 2010, 31(2): 392 -396 .
[2] 万 智,董 辉,刘宝琛. 基于正交设计下SVM滑坡变形时序回归预测的超参数选择[J]. , 2010, 31(2): 503 -508 .
[3] 雷明锋,彭立敏,施成华,安永林. 长大深基坑施工空间效应研究[J]. , 2010, 31(5): 1579 -1584 .
[4] 谭峰屹,姜志全,李仲秋,颜惠和. 附加质量法在昆明新机场填料压实密度检测中的应用研究[J]. , 2010, 31(7): 2214 -2218 .
[5] 王学武,许尚杰,党发宁,程素珍. 水位骤降时的非饱和坝坡稳定分析[J]. , 2010, 31(9): 2760 -2764 .
[6] 杨召亮,孙冠华,郑 宏. 基于潘氏极大值原理的边坡稳定性的整体分析法[J]. , 2011, 32(2): 559 -563 .
[7] 李 敏,柴寿喜,王晓燕,魏 丽. 以强度增长率评价麦秸秆加筋盐渍土的加筋效果[J]. , 2011, 32(4): 1051 -1056 .
[8] 徐 冲,刘保国,刘开云,郭佳奇. 基于粒子群-高斯过程回归耦合算法的滑坡位移时序分析预测智能模型[J]. , 2011, 32(6): 1669 -1675 .
[9] 杨 骁,蔡雪琼. 考虑横向效应饱和黏弹性土层中桩的纵向振动[J]. , 2011, 32(6): 1857 -1863 .
[10] 徐英乾,戚承志,沙 曼. 阻尼对地下隧道结构动力响应的影响[J]. , 2012, 33(S2): 196 -200 .