案例49:软土地基填方工程(下)
紧随上一章 – 软土地基填方工程(上)– 本章将分析每一步填方完成后土体的固结情况,即超静孔隙水压力随时间的消散情况。这里我们分别对两种不同的情况进行分析。情况一和上一章的案例相同,情况二在情况一的基础上在填方下的地基土中增加了排水板,如图49.1所示。在OptumG2中,排水板采用超静孔隙水压力为0的固结边界条件模拟。
在两种情况中(有排水板和无排水板),均先采用「初始应力」分析类型对初始状态进行分析。在初始应力状态分析完成后,再对第一步填方完成后的土体固结情况进行分析。最后,在上一步固结分析的基础上,再对第二步填方完成后的土体固结情况进行分析。在两次「固结」分析工况阶段中,均选择固结度达到90%作为分析目标。需要注意的是,对于第二种情况(有排水板),在「初始应力」分析工况阶段中就已经添加了排水板。这表明排水板在填方施工开始之前就已经安置完毕,且施工前土体中就已经存在稳定渗流。
两种不同情况下土体固结度随时间的变化如图49.2所示。和预期的一样,有排水板时,土体的固结速度大大加快。另外还需要注意的一点是,第二步填方后土体的固结速度大于第一步填方后土体的固结速度。造成这个现象的原因在于修正剑桥模型(Modified Cam Clay)中杨氏模量的应力依赖性,即当平均有效应力增大时,土体的杨氏模量也会增大。因此,固结系数(Coefficient of consolidation)也就相应增大了。