问题描述:
在饱和软土地基(特别是围海工程中的吹填土地基)的处理当中,经常会用到预压(固结)法,如堆载预压,真空预压,以及二者的联合预压。那么在进行真空预压软土地基处理的分析时,如何模拟膜下真空压力(真空度)的作用?
解答:
采用真空预压法进行软土地基处理时,需要模拟膜下真空压力(或真空度),来计算分析软土的固结变形情况。真空预压工程中,一般要设置排水竖井(塑料排水带或砂井)来传递膜下的抽真空度。在PLAXIS当中,我们使用排水(drain)水力条件来模拟排水竖井。
排水(drain)水力条件代表模型内部的“线”或者“面”,其所在位置的(超)孔压将会降低至指定值。排水水力条件的相关参数如图1 所示。
图1 排水水力条件的参数
排水水力条件的性质分为两种:“常规”和“真空”。当设为“常规”时,表示位于其上的所有节点孔压均要降低至由指定水头值h所确定的孔压值,即当此处孔压低于水头值h确定的孔压值时不再受到该水力条件的影响。当设为“真空”时,指定水头值h所对应的即是真空固结的“真空度”。如图2所示。
图2 真空度定义
在模型中的线排水(即排水竖井)中定义真空度之后,代表其中的水头低于周围土层,形成正孔压(吸力),然后将土中孔隙水(和空气)排出,在其周围形成“真空区”,如图3所示。
图3 真空线排水形成的正孔压区
在使用“真空”排水水力条件进行真空预压模拟时,需要注意以下问题:
1.
如使用塑性计算,孔压计算类型必须选择地下水渗流选项,或者使用流固耦合的计算方式。
2.
所有土层材料的渗透系数均不能为零。
3.
为模型定义合理的地下水渗流边界条件。
4.
不勾选“忽略吸力”选项(变形控制参数),因为真空区孔压均为正值(即吸力)。该选项一般默认为勾选状态,见图4。
图4
忽略吸力选项