CN107059763A - 一种无真空膜真空预压室内模型试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无真空膜真空预压室内模型试验方法，所采用的室内模型包括排水板1、玻璃模型箱2、单向蝴蝶结3、钢丝软管4、钢丝软管支管7、钢丝软管主管8和试验土样10，在试验土样中插有排水板1，排水板通过单向蝴蝶结、软管、支管连接到主管；在试验土样的上面自下而上铺设下土工布5、淤泥质黏土6和上土工布8，试验方法：将水气分离罐上置于电子秤上方；将主管和真空泵连接到安装有真空表的水气分离罐；在上土工布上注入水；打开真空泵，进行加载，观察水气分离罐的真空压力的读数，如果真空压力低于某个数值，检查吹填的淤泥质黏土表面的平整度；关闭真空泵并卸载；根据电子秤读数记录试验土样的排水量。

Description

一种无真空膜真空预压室内模型试验方法

技术领域

本发明涉及一种无真空膜真空预压室内模型。

背景技术

近些年来随着我国经济的迅速发展，沿海地区用地紧张的矛盾日益突出，在此情况下各城市掀起了一股填海造陆的热潮。填海造陆形成的地基是以黏土为主的深厚吹填土，我国大多数沿海城市的大多数有大量的淤泥质土,而填海造陆大都用的是疏浚形成的吹填超软土，其颗粒粒径小于0.005mm的黏粒含量在30％-50％之间，一般具有高含水量、大孔隙比、低强度、高压缩性、低渗透性和流变性等特点，所以这种超软土不能满足工程建设所要求的基本条件，而超软土在自重作用下的固结需要几年甚至更长时间才能完成。为了使超软土地基在短时间内具有一定的强度以满足工程建设的需要，瑞典Kjel lman教授首次提出了真空预压法。

为深入研究真空预压条件下软土的力学工程特性以及探究新型施工工艺，常常需要开展室内模型试验，从而为工程实践提供可靠保证。目前许多专家利用室内模型试验研究主要集中在有砂垫层的真空预压、无砂垫层真空预压、注气增压、气压劈裂等工况的研究。雷华阳等人(2016)利用室内模型试验针对这几种工况组合对地基加固效果进行评价研究。魏波和贺怀建(2003)对真空-堆载联合预压处理软基效果进行室内模型试验。闫澍往等人(2011)利用室内模型试验研究了真空预压过程中土体的孔压变化、地表沉降、真空度和常规施工工艺。

并且传统真空预压的施工工艺流程主要分为9个施工步。其一，场地排水；如果场地有积水，需要将场地的积水排出；其二，铺设编织布，主要是保证施工安全，进行隔泥；其三，铺设无纺土工布，保证隔泥充分；其四，插入塑料排水板；其五，塑料排水板与支管相连，支管与主管相连；其六，铺设2层聚氯乙烯或聚乙烯真空膜；其七，在区内均匀布置出膜装置并与水气分离罐相连。其八，加载，监测；其九，卸载，检测。

在传统的施工工艺中，铺真空膜的这一步骤是不可缺少的，是整个施工过程的关键一环。真空膜的完整性，直接影响检测效果的评价以及工程的验收。比如，真空膜漏，导致真空压力无法到达80kPa，影响验收工期。

考虑到冬季施工不同于夏季施工，水分蒸发少，并且膜上有水，可能会发生冰冻现场，造成沉降监测困难等，在加之而冰冻的硬壳往往具有渗透系数低以及自封闭性等工程特性，真空膜的使用是一种浪费。

综上所述，目前真空预压室内模型试验方法存在以下问题：

1、无法做到节能、环保、高效、快捷的施工工艺。真空预压施工过程中真空膜经常漏气，堵气补膜，需要大量的人力和物力，在生产过程中，需要生产大量的塑料，施工结束后真空膜不能重复利用，与环境不和谐。

2、没能综合考虑吹填的淤泥质黏土的软土工程特性。吹填淤泥质软土具有较低的渗透性，目前很少有专家利用这一工程特性研究工程问题。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用以研究适用于冬季真空预压施工方法的室内模型试验方法。本发明结合淤泥质吹填土的渗透特性以及自封闭性和冬季真空预压施工的环境条件提供无真空膜真空预压室内模型试验方法。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种无真空膜真空预压室内模型试验方法，所采用的室内模型包括排水板1、玻璃模型箱2、单向蝴蝶结3、钢丝软管4、钢丝软管支管7、钢丝软管主管8和试验土样10，试验土样10置于玻璃模型箱2内，在试验土样中插有排水板1，排水板与连有钢丝软管4的单向蝴蝶结3相连，钢丝软管4通过三通与钢丝软管支管7相连，钢丝软管支管7与钢丝软管主管9相连；在试验土样的上面铺设有一层下土工布5，在下土工布5上面铺设有吹填的淤泥质黏土6，在吹填的淤泥质黏土6的表面铺设有上土工布8；钢丝软管主管9置于上土工布8的上面，试验方法为：

(1)将水气分离罐上置于电子秤上方；

(2)将主管和真空泵连接到安装有真空表的水气分离罐，检查连接后的气密性；

(3)在上土工布上注入水，使得水面覆盖上土工布表面；

(4)打开真空泵，进行加载，观察水气分离罐的真空压力的读数，如果真空压力低于某个数值，检查吹填的淤泥质黏土表面的平整度；

(5)关闭真空泵并卸载；

(6)根据电子秤读数记录试验土样的排水量。

本发明存在以下几个方面的优点：

(1)本发明营造一个无真空膜的室内试验模型并利用此模型给出试验方法，以研究无真空膜施工工艺，利用吹填淤泥质软土的渗透性和自密实性，在整个模型试验中不采用真空膜，此种施工工艺研发成功，不仅省去真空膜这部分资金，而且能够做到与环境和谐。

(2)此种施工工艺为科学研究提供新的思路，利用吹填淤泥质软土的渗透系数低、具有自密实性等工程特性解决工程问题。

附图说明

图1是本发明的无真空膜真空预压室内模型试验系统布置图。

图中标号说明：1排水板；2玻璃模型箱；3蝴蝶结；4钢丝软管；5下土工布；6吹填的淤泥质粘土；7钢丝软管支管；8上土工布；9钢丝软管主管；10试验土样

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行说明。

参见图1，本发明提供的一种无真空膜真空预压室内模型试验方法，具体试验装置连接包括，在玻璃模型箱2中加入试验土样10，在土样中插入塑料排水板1，塑料排水板与连有钢丝软管4的单向蝴蝶结3相连；在试验土样的上面铺设一层下层无纺土工布，在下土工布5上面铺设500mm厚吹填的淤泥质黏土6，并在其表面铺设上土工布8；钢丝软管4通过三通与钢丝软管支管7相连，钢丝软管支管7与钢丝软管主管9相连，并将主管置于上土工布8的上面；钢丝软管主管9和真空泵分别与水气分离罐相连。水气分离罐上置于电子秤上方，记录试验土样的排水量，水气分离罐上方安装真空表，记录监测真空压力。

实验步骤为：

(1)在玻璃模型箱2中放入一定厚度的吹填土试验土样10；

(2)铺设下层无纺土工布5；

(3)插入塑料排水板1，并与单向蝴蝶3结相连；

(4)塑料排水板1与钢丝软管4相连，钢丝软管4通过三通与钢丝软管支管7相连，支管与主管相连；

(5)铺设500mm厚的吹填的淤泥质软黏土6，并保证泥面平整；

(6)铺设上土工布8，并其上注入离泥面100mm左右的水；

连接水气分离罐等装置，检查装置的气密性

(7)打开真空泵，进行加载，观察水气分离罐的真空压力的读数，如果真空压力低于90kPa，将检查500厚的淤泥质软黏土的表面的平整度；

(8)关闭真空泵，开始卸载；

(9)根据电子秤读数记录试验土样的排水量。

Claims (1)

1.一种无真空膜真空预压室内模型试验方法，所采用的室内模型包括排水板(1)、玻璃模型箱(2)、单向蝴蝶结(3)、钢丝软管(4)、钢丝软管支管(7)、钢丝软管主管(8)和试验土样(10)，试验土样(10)置于玻璃模型箱(2)内，在试验土样中插有排水板(1)，塑料排水板与连有钢丝软管(4)的单向蝴蝶结(3)相连，钢丝软管(4)通过三通与钢丝软管支管(7)相连，钢丝软管支管(7)与钢丝软管主管(9)相连；在试验土样的上面铺设一层下土工布(5)，在下土工布(5)上面铺设有吹填的淤泥质黏土(6)，在吹填的淤泥质黏土(6)的表面铺设有上土工布(8)；钢丝软管主管(9)置于上土工布(8)的上面，试验方法为：

(1)将水气分离罐上置于电子秤上方；

(2)将主管和真空泵连接到安装有真空表的水气分离罐，检查连接后的气密性；

(3)在上土工布上注入水，使得水面覆盖上土工布表面；

(4)打开真空泵，进行加载，观察水气分离罐的真空压力的读数，如果真空压力低于某个数值，检查吹填的淤泥质黏土表面的平整度；

(5)关闭真空泵并卸载；

(6)根据电子秤读数记录试验土样的排水量。