真空预压下软土地基的固结特性和沉降计算方法

地基在真空排水预压条件下产生负的孔隙水压力,但其沉降计算是将膜下真空度作为等效荷载作用于地基上,按照堆载预压沉降计算方法进行的.因此,研究负孔隙水压力下土体的三向固结特性与沉降计算方法具有重要意义.对负孔隙水压力下的典型饱和软黏土样进行三向固结试验和标准固结试验,并将试验结果进行对比分析.建立真空排水预压固结微分方程,根据排水砂层和竖向砂井的边界条件对微分方程进行求解.基于按应力定义的固结度,提出考虑负孔隙水压力和土体三向变形影响的固结沉降计算方法.开展真空排水预压室内模型试验,并根据试验结果确定计算参数的取值范围.研究结果表明:三向固结试验测得的固结系数在3×10?3 cm2/s～4×10?3 cm2/s之间,是标准固结试验测得的固结系数的40倍左右;真空预压排水条件下的竖向和径向固结微分方程与砂井固结理论方程具有相同的形式,但排水边界的孔隙水压力为负值;所提出的沉降计算方法得到的固结沉降计算值与实测值最大误差为12％,总沉降修正系数为0.98～1.18时计算值与实测值吻合较好.研究结果对于准确确定真空排水预压法预压工期和工后沉降具有一定参考价值.