真空預(yù)壓機(jī)理分析

土體中的總應(yīng)力是變化的，增加值為施加的大氣荷載，與堆載預(yù)壓類似，在土體中產(chǎn)生正的超靜孔隙水壓應(yīng)力，隨著孔隙中水的排出，土體收縮，超靜孔隙水壓應(yīng)力消散，軟土有效應(yīng)力增加，增加值為消散的孔壓差。真空預(yù)壓現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出的孔隙水壓應(yīng)力為某時(shí)刻消散后的孔隙水壓應(yīng)力，直觀上表現(xiàn)為負(fù)的超靜孔隙水壓應(yīng)力，而實(shí)際上為大氣荷載引起的正的超靜孔隙水壓應(yīng)力在某時(shí)刻消散后的孔隙水壓應(yīng)力值，計(jì)算中采用的值與堆載預(yù)壓法一致均為消散的孔壓差。真空預(yù)壓法中存在曼德爾效應(yīng) 。真空預(yù)壓加固土體為等向固結(jié)，地基內(nèi)有效應(yīng)力增加各向相等，土體變形為均勻體積壓縮變形，地基在豎向壓縮沉降的同時(shí) ，側(cè)向向加固區(qū)等體積收縮變形， 加固區(qū)外土體中產(chǎn)生主動(dòng)土壓力 ，加固區(qū)外土體呈拉裂破壞。真空預(yù)壓法加固軟基深度為整個(gè)加固區(qū)軟土層厚度。

原理

是在軟土地基上先鋪30~50cm厚左右的砂墊層，在砂墊層中布置主濾管，然后在砂墊層上敷上一層薄膜，將主管從薄膜中穿透與真空泵連接，開啟真空泵進(jìn)行抽氣、抽水從而達(dá)到加固目的 。當(dāng)抽真空時(shí)，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內(nèi)逐步形成負(fù)壓，使土體內(nèi)部與排水通道、墊層之間形成壓差。在此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷由排水通道排出，從而使土體固結(jié)。主要反映在以下幾個(gè)方面：1)薄膜上面承受等于薄膜內(nèi)外壓差的荷載。2)地下水位降低，相應(yīng)增加附加應(yīng)力。3)封閉氣泡排出，土的滲透性加大。真空預(yù)壓是通過覆蓋于地面的密封膜下抽真空，使膜內(nèi)外形成氣壓差，使粘土層產(chǎn)生固結(jié)壓力。即是在總應(yīng)力不變的情況下，通過減小孔隙水壓力來增加有效應(yīng)力的方法。真空預(yù)壓和降水預(yù)壓是在負(fù)超靜水壓力下排水固結(jié)，稱為負(fù)壓固結(jié)。真空預(yù)壓施工前，應(yīng)充分作好施工準(zhǔn)備工作，制定施工技術(shù)措施。檢驗(yàn)沙袋、聚氯乙烯薄膜及中粗砂是否符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求。

加固區(qū)內(nèi)土體的固結(jié)

加固區(qū)內(nèi)土體的固結(jié)收縮會(huì)造成一定的加固區(qū)外一定范圍內(nèi)土體的位移，這種附加位移會(huì)對(duì)周邊構(gòu)筑物產(chǎn)生不良影響，但由于該種影響僅僅通過土體的粘聚力傳遞，故一般不可能造成現(xiàn)場(chǎng)水泥路面、墻體等的開裂，現(xiàn)場(chǎng)的裂縫也不可能產(chǎn)生在距離加固區(qū) 10～20m 處的位置， 而應(yīng)發(fā)生在加固區(qū)邊緣。

加固區(qū)外土體的固結(jié)

抽真空開始后，引起加固區(qū)外的地下水位不同程度的下降，其下降值隨距加固區(qū)距離的增加而衰減，這也是造成加固區(qū)外地基的非均勻沉降的原因之一，同時(shí)還可使加固區(qū)外的土體發(fā)生固結(jié) 。

真空預(yù)壓法就是在需要加固的軟基中插入豎向排水通道（如砂井、袋裝砂井或塑料排水板等），然后在地面鋪設(shè)一層砂墊層，再在其上覆蓋一層不透氣的薄膜。在膜下抽真空形成負(fù)壓（相對(duì)大氣壓而言)），負(fù)壓沿豎向排水通道向下傳遞 土體與豎向排水通道的不等壓狀態(tài)又使負(fù)壓向土體中傳遞，在負(fù)壓作用下，孔隙水逐漸滲流到豎向排水通道中而達(dá)到土體排水固結(jié)、強(qiáng)度增長(zhǎng)的效果。真空預(yù)壓法作為新一代軟基加固方法，以其工期短、施工安全、無污染環(huán)境、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于港口、碼頭、機(jī)場(chǎng)、工業(yè)與民用建筑等工程建設(shè)，但理論研究的落后限制了其工程上的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。用真空預(yù)壓加固軟土地基，在固結(jié)過程中不僅土體產(chǎn)生垂直沉降，側(cè)向也會(huì)產(chǎn)生向著負(fù)壓源的水平位移。當(dāng)在真空預(yù)壓的影響范圍內(nèi)有其他建筑設(shè)施時(shí)，使用該法可能會(huì)危及其上部結(jié)構(gòu)物的安全。真空預(yù)壓法施工流程如下：測(cè)量放線→鋪設(shè)主支濾排水管→鋪設(shè)上層砂墊層→砂面整平→鋪設(shè)聚氯乙烯薄膜→施工密封溝→設(shè)置測(cè)量標(biāo)志→安裝真空泵→抽真空預(yù)壓固結(jié)土層。

靜水壓應(yīng)力

靜水壓應(yīng)力即通常所說的靜水壓力，嚴(yán)格的講，靜水壓力應(yīng)稱之為靜水壓強(qiáng)或靜水壓應(yīng)力，靜水壓力為土工學(xué)中的傳統(tǒng)稱呼。在水靜力學(xué)中，靜水壓強(qiáng)表述為靜止液體作用在每單位受壓面積上的壓力。它有二個(gè)特性： ( 1) 靜水壓強(qiáng)的方向垂直并且指向受壓面；( 2) 靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)沿各方向上的靜水壓強(qiáng)大小都相等。土是一種三相材料，土中充滿水和氣，對(duì)于飽和土，是由固體顆粒構(gòu)成的骨架及由水充滿的孔隙所組成。通過土中孔隙水傳遞的壓應(yīng)力，稱為孔隙水壓應(yīng)力，飽和土中的孔隙水應(yīng)力有靜止孔隙水壓應(yīng)力（簡(jiǎn)稱靜水壓應(yīng)力）和超靜孔隙水壓應(yīng)力之分。

超靜孔隙水壓應(yīng)力

由外荷載引起的孔隙水壓應(yīng)力, 稱為超靜孔隙水壓應(yīng)力。超靜孔隙水壓應(yīng)力將會(huì)隨著時(shí)間而消散，所以超靜孔隙水壓應(yīng)力是時(shí)間的函數(shù)。超靜孔隙水壓應(yīng)力稱為附加孔隙水壓應(yīng)力更為合適，在加載瞬時(shí)為最大，當(dāng)固結(jié)度達(dá)到100%時(shí)為零。超靜孔隙水壓應(yīng)力是由土體的體積變化趨勢(shì)引起的，也就是說，超靜孔隙水壓應(yīng)力是土的體積變形性質(zhì)在不排水條件下的表現(xiàn)。這意味著土體的體積變形性質(zhì)（壓縮性和剪脹性）在不同的排水條件下有不同的表現(xiàn)。它在排水情況下表現(xiàn)為體積變化，而在不排水條件下則表現(xiàn)為超靜孔隙水壓應(yīng)力變化 。

孔壓差

孔壓差是針對(duì)超靜孔隙水壓力消散而言，與靜水壓力無關(guān)。在加載瞬時(shí)，超靜孔隙水壓應(yīng)力尚未消散，孔壓差為零,隨超靜孔隙水壓應(yīng)力的消散，孔壓差就等于某時(shí)刻消散的超靜孔隙水壓應(yīng)力減去加載瞬時(shí)的超靜孔隙水壓應(yīng)力（或施加的外荷載值）。消散的這部分超靜孔隙水壓應(yīng)力，即孔壓差，為增加的有效應(yīng)力值 。2100433B

真空預(yù)壓波紋管是真空預(yù)壓軟基處理中作為水平排水通道的一種軟基處理材料。

結(jié)合真空預(yù)壓板管連接器使用，相比傳統(tǒng)的真空預(yù)壓水平排水系統(tǒng)，密封性大大提高，真空度的傳遞效率也得到很大改善。

是塑料排水板真空預(yù)壓軟基處理必用材料。

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