真空预压中排水板参数对处理效果的影响

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2025.20239042

摘要/Abstract

摘要：

为进一步优化预制排水板(PVD)布置方式，探讨PVD参数对真空固结效果的影响，在传统PVD理论的基础上，提出小宽度、小间距PVD-真空预压法.在保证PVD材料用量相同的同时，适当调整PVD的宽度与间距以提高真空固结效率.定义时间影响因子T_h与真空预压中叠加影响因素F的比值(T_h/F)作为表征参数进行固结分析.比较不同参数的PVD，真空固结过程排水量、表层沉降等指标变化.结果表明，当T_h/F越大时，土体的固结效率越高.采用宽度和间距分别为25和17 mm的PVD可以有效地提高真空固结效率，相比传统布置方式总排水量提高了约6.9%.采用小宽度、小间距的PVD可以有效缓解抗剪强度沿深度和径向的衰减.由此，可得出在耗材一定的情况下，采用小宽度、小间距PVD结合真空预压法有一定的实践意义.

关键词: 软土地基处理, 真空预压法, 预制排水板参数, 真空固结效率, 颗粒迁移

Abstract:

In order to further optimize the layout of prefabricated vertical drains （PVD） and explore the influence of PVD parameters on the vacuum consolidation effect， based on the traditional PVD theory， a small-width， small-spacing PVD-vacuum preloading method was proposed. This method adjusted the width and spacing of the PVDs appropriately to improve the vacuum consolidation efficiency， while ensuring that the amount of PVD material remained the same value. The ratio of the time impact factor （T_h） and superimposed influencing factor （F） in vaccum preloading was defined as the characterization parameter for consolidation analysis. The changes in drainage volume， surface settlement， and other indicators during the vacuum consolidation process under different PVD parameters were compared. The results show that the consolidation efficiency of the soil increases as the T_h/F increases. Using PVDs with a width of 25 mm and a spacing of 17 mm can effectively improve the consolidation efficiency， increasing the total drainage volume by approximately 6.9% compared to the traditional layout. In addition， the use of small-width， small-spacing PVDs can effectively alleviate the attenuation of shear strength along depth and radial direction. Therefore， it can conclude that with a fixed material consumption， the use of small-width， small-spacing PVDs combined with vacuum preloading method has certain practical significance.

Key words: soft soil foundation treatment, vacuum preloading method, prefabricated vertical drains（PVD） parameters, vacuum consolidation efficiency, particle migration

中图分类号:

TU44

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图/表 13

图1 土样颗粒粒径分布曲线

Fig. 1 Particle size distribution curve of the soil sample

表2 真空预压模型试验方案

Table 2 Vacuum preloading model test scheme

试验组号

PVD宽度

a/mm

PVD间距

d_e/cm

T h F

表2 真空预压模型试验方案

Table 2 Vacuum preloading model test scheme

试验组号

PVD宽度

a/mm

PVD间距

d_e/cm

T h F

×10^-8/t

100

6.88

28.0

54.6

图2 模型试验装置实物图1—调压阀； 2—PU管（排水管道）； 3—抽滤瓶（水气分离装置）； 4—模型箱； 5—真空表.

Fig. 2 Physical photo of the model test device

图3 模型试验装置示意图

Fig. 3 Schematic diagram of the model test device

图4 试验测点分布(单位：cm)（a）—V0组；（b）—V1组；（c）—V2组.

Fig. 4 Test points distribution(unit：cm)

图5 排水量随时间变化曲线

Fig. 5 Drainage versus time curves

图6 Th/F与总排水量关系曲线

Fig. 6 Th/F versus total drainage curve

图7 沉降量随时间变化曲线

Fig. 7 Settlement versus time curves

图8 Th/F与总沉降量关系曲线

Fig. 8 Th/F versus total settlement curves

图9 不同位置处含水率曲线注：V0组0 cm表示的是V0组深度为0 cm的位置，其余标识同.

Fig. 9 Water content curves at different positions

图10 不同位置处十字板抗剪强度

Fig. 10 Vane shear strength at various positions

图11 颗粒分析曲线以及粒组划分

Fig. 11 Particle size distribution and particle group classification.

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