胡亚元：半透水边界砂井真空联合堆载预压Hansbo固结解 ·789. T 102 10-1 10P 10 102 102 101 10 10 102 0.1 —R=0 0.2 一R=0 9—R=1 一R=1 0.2 R=3 -R-3 0.3 0.4 R= 0.4 0.6 0.5 0.6 一—。中年年4科 0.8 0.7 0.8 1.0 0002￥ 0.9 图9R,=5时RL对堆载预压S的影响 图11R=0.5时R.u对真空预压Sv的形响 Fig.9 Effect of Rt on Ss of surcharge preloading at R=5 Fig.11 Effect of R.u on Sy of vacuum preloading at R=0.5 下S,呈现出随着下边界透水系数的增加逐渐减小 的规律.故在真空预压工程实践中，当砂井地基底 102 10 10 10 102 部存在贯通砂土层时，砂井不能贯穿到砂土层，而应 保留一定的密封间距.从图6和图9可以看出R 0.2 ·-R=0 R=1 越大堆载预压的固结沉降越大.主要原因是下边界 R=3 0.4 +一R= 透水条件变化不会对堆载预压的最终沉降产生影 响，而下边界透水系数越大，同一固结时间因子下堆 0.6 载预压引起的固结度也越大，故下边界透水系数增 0.8 大时同一固结时间因子下堆载预压引起的固结沉降 1.0 也增大.上述分析表明下边界透水条件对真空预压 的影响与堆载预压相比两者有较大的差别. 图12R=0.5时Ru对堆载预压S的影响 2.2下边界透水系数恒定上边界半透水情形 Fig.12 Effect of Ru on Ss of surcharge preloading at R=0.5 取n=18,s=2,8=0.25,R=0.5,RL=0.5. 沉降与固结度之乘积.从式(12a)~(12b)和式 根据式(32)、式(37)和式(38)可得砂井上边界Rw (36)可以看出R越大，真空预压的最终沉降或保 对固结度U、真空预压量纲一沉降S,和堆载预压量 持不变(R.L=0)或逐渐增大(R.L≠0)，同时固结时 纲一沉降S、的影响规律，如图10~12所示. 间因子相同时R越大固结度也越大，因此在图11 100r 中同一固结时间因子下S、呈现出随着上边界透水 -R=0 -R=1 系数增加逐渐增大的规律.从图12可以看出R越 80 R1-3 一R= 大堆载预压的固结沉降越大.主要原因是边界透水 60 条件的变化不会对堆载预压的最终沉降产生影响， 40 而上边界透水系数越大，相同固结时间因子时堆载 预压引起的固结度也越大，故同一固结时间因子下 20 堆载预压引起的量纲一固结沉降呈现出随着上边界 L L 10-2 101 透水系数增加而增加的变化规律. 10 109 102 T 3 与几种固结度经典解的比较 图10R1=0.5时R.u对固结度U的影响 Fig.10 Effect of R.u on consolidation degree Uat R =0.5 在实际工程中，可以通过现场监测获得固结完 成时真空度沿深度分布图，假定固结完成时砂井地 从图10可以看出，随着砂井上边界透水系数 基顶部（砂垫层下）真空压力与膜下压力的比值为 R逐渐增大，固结时间因子相同时真空预压的固结 ,底部真空压力与膜下压力的比值为专，则根据式 度也逐渐增大.从图11可以看出，固结时间因子相 (39)有： 同时真空预压的量纲一沉降S,随着Ru增大而明 Q=5TB.=5T-58 (42) 显增大.造成这一现象的原因是固结沉降等于最终 利用式(12a)和(12b)可得：胡亚元: 半透水边界砂井真空联合堆载预压 Hansbo 固结解 图 9 RJ = 5 时 RwL对堆载预压 SS 的影响 Fig. 9 Effect of RwL on SS of surcharge preloading at RJ = 5 下 SV 呈现出随着下边界透水系数的增加逐渐减小 的规律. 故在真空预压工程实践中,当砂井地基底 部存在贯通砂土层时,砂井不能贯穿到砂土层,而应 保留一定的密封间距. 从图 6 和图 9 可以看出 RwL 越大堆载预压的固结沉降越大. 主要原因是下边界 透水条件变化不会对堆载预压的最终沉降产生影 响,而下边界透水系数越大,同一固结时间因子下堆 载预压引起的固结度也越大,故下边界透水系数增 大时同一固结时间因子下堆载预压引起的固结沉降 也增大. 上述分析表明下边界透水条件对真空预压 的影响与堆载预压相比两者有较大的差别. 2郾 2 下边界透水系数恒定上边界半透水情形 取 n = 18,s = 2, 啄 = 0郾 25, RJ = 0郾 5,RwL = 0郾 5. 根据式(32)、式(37)和式(38)可得砂井上边界 RwU 对固结度 U、真空预压量纲一沉降 SV 和堆载预压量 纲一沉降 SS 的影响规律,如图 10 ~ 12 所示. 图 10 RJ = 0郾 5 时 RwU对固结度 U 的影响 Fig. 10 Effect of RwU on consolidation degree U at RJ = 0郾 5 从图 10 可以看出,随着砂井上边界透水系数 RwU逐渐增大,固结时间因子相同时真空预压的固结 度也逐渐增大. 从图 11 可以看出,固结时间因子相 同时真空预压的量纲一沉降 SV 随着 RwU增大而明 显增大. 造成这一现象的原因是固结沉降等于最终 图 11 RJ = 0郾 5 时 RwU对真空预压 SV 的影响 Fig. 11 Effect of RwU on SV of vacuum preloading at RJ = 0郾 5 图 12 RJ = 0郾 5 时 RwU对堆载预压 SS 的影响 Fig. 12 Effect of RwU on SS of surcharge preloading at RJ = 0郾 5 沉降与固结度之乘积. 从式(12a) ~ (12b) 和式 (36)可以看出 RwU越大,真空预压的最终沉降或保 持不变(RwL = 0)或逐渐增大(RwL屹0),同时固结时 间因子相同时 RwU越大固结度也越大,因此在图 11 中同一固结时间因子下 SV 呈现出随着上边界透水 系数增加逐渐增大的规律. 从图 12 可以看出 RwU越 大堆载预压的固结沉降越大. 主要原因是边界透水 条件的变化不会对堆载预压的最终沉降产生影响, 而上边界透水系数越大,相同固结时间因子时堆载 预压引起的固结度也越大,故同一固结时间因子下 堆载预压引起的量纲一固结沉降呈现出随着上边界 透水系数增加而增加的变化规律. 3 与几种固结度经典解的比较 在实际工程中,可以通过现场监测获得固结完 成时真空度沿深度分布图,假定固结完成时砂井地 基顶部(砂垫层下)真空压力与膜下压力的比值为 孜T ,底部真空压力与膜下压力的比值为 孜B ,则根据式 (39)有: 琢w = 孜T ,茁w = 孜T - 孜B (42) 利用式(12a)和(12b)可得: ·789·