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真空预压法中真空度的几点认识有哪些?

时间:2020-10-10  来源:http://www.jlyjsgc.com/news/351.html
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真空预压法中真空度的几点认识有哪些?
真空度是真空预压法的关键问题,真空度问题的成功解决将推动真空预压法的发展效果很好。本文主要分析真空度及真空度垂直分布的一些影响因素。
1.概观
目前,真空预压法已在广大软土地区得到广泛应用,具有广阔的发展前景。真空度的形式形成和分布是实施这种方法的前提。目前,学术界和工程界已经研究了软土地基真空度的分布规律有许多研究,但仍存在一些问题,如对真空度传递深度和影响范围的深入研究,这些都没有考虑地下水位对真空度的影响等。此外,通过与真空预压法的工程应用进行对比,介绍了真空预压法的理论和试验目前的研究还比较少,以至于其理论无法解释工程实践中的一些问题,如增加真空泵的数量导致真空度进一步提高,但加固效果明显提高等等。
2.真空预压法加固机理
真空预压法是将待加固的软基用薄膜密封并与大气隔离,用喷射泵抽真空,通过摊铺加固体表面砂垫层中的管道和垂直排水通道将加固区域中的空气和水抽走,形成真空,该真空在表面砂垫层中产生负压,通过真空管道和垂直排水通道逐渐向深度方向延伸,并扩散到周围土壤中对土壤进行加固内部和垂直排水通道与砂垫层之间存在压力差。在这种压力差的作用下,土壤中的孔隙水不断从排水通道中排出出,使孔隙水压力降低,终使土体固结密实。事实上,在真空预压加固过程中,地下水蒸气不断被抽走同时,真空度不断传递扩散到加筋土中,在加筋土中形成一定的真空负压和负压梯度。用真空预压加固软土地基,而不是用实际的重物,而是通过抽真空在密封膜内外形成压差,这是真的空气预压以大气压差为载荷。抽水前,膜内外都受到大气压力的影响,土壤孔隙中的气体与地面相连水面以上,处于大气压下。抽气后,膜内砂垫中的气体先被抽出,其压力逐渐降低,膜内外形成一个压差,使膜紧贴在沙垫上。这个压差叫做“真空度”。沙层在垂直排水通道中形成的真空度逐渐向下延伸,同时,真空度从垂直排水通道延伸到其周围的土壤传质扩散导致土体中孔隙水压力降低,产生负的超孔隙水压力。阴性是指形成的孔隙水压力小于原始静水孔隙水压力,增量为负。使得土壤孔隙中的气体和水从土壤排放到垂直排水通道产生的渗流终由垂直排水渠道收集到地表砂垫层中,并抽出。
3.真空度分布
真空预压法成败的关键在于真空度的形成,即加固区的密封性能,这是条件。如果如果密封性能不好,就不可能形成更高的真空度,甚至很难形成真空度。密封性能有两个主要原因:
1)土层地质条件
如果加筋软粘土层夹有水平渗透性较好的粉砂或细砂层,一方面真空能量主要消耗在抽水上取砂层中大量孔隙水导致真空度不能沿垂直排水系统传递;另一方面,当砂层中的孔隙连通时,大气使真空度逐渐降低。因此,如果存在这种地质条件,应在加固区周围进行密封理,切断加固区的砂层和外界的水、气接触。
2)密封膜的质量和施工
密封膜本身质量差或施工不当造成的密封膜损坏都导致密封性能和真空度下降。
4.真空度分布的影响因素
影响加固区真空度分布的因素包括真空泵的数量和深度、不同的介质阻力等。
1)真空度相对较小时,膜下真空度随着真空泵数量的增加(即真空能量的增加)而明显增加;当真空度达到较大值时,膜下砂垫层中的气体相当稀薄,随着真空泵数量的增加,真空度的改变相对困难大小。真空度值越高,每增加1kpa所需的真空能量越大。
2)在将膜下真空度传递到深层地基的过程中,真空能量随着深度的增加而逐渐损失,所以真空度随着深度的增加而增加程度的增加逐渐减少。
3)膜下真空度形成后,真空度传递到塑料排水板、淤泥和沙井,以及不同介质中的阻力不同的力量。塑料排水板阻力小,真空度相对容易传递,真空能量损失小;淤泥阻力力大。随着抽水时间的增加,由于土层的固结,真空度的传递能力降低,真空能量损失大;砂井的阻力介于两者之间。
5.真空度分布规律
真空度的变化规律相当于真空预压过程中气压的变化,所以现在过程是等效的。
从上面可以看出,真空度与真空泵的功率即真空泵的数量有关,也与抽真空时间有关。
6.真空预压结论
(1)良好的密封性能是形成高真空度的基础,必须采取各种措施进行密封处理;施工过程中,保护好密封膜,真空预压做到良好的密封工作确保膜下形成较高的真空度。
(2)真空度相对较低时,增加真空能量可以提高膜下真空度;当膜下真空度高时,真空能量增加膜下真空度不能明显提高。

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