《熱排水固結法作用機理及模型試驗研究》是依託寧波大學，由劉乾斌擔任負責人的國家自然科學基金資助面上項目。
基本介紹
- 中文名：熱排水固結法作用機理及模型試驗研究
- 依託單位：寧波大學
- 項目負責人：劉乾斌
- 項目類別：面上項目
項目簡介,結題摘要,
項目簡介
熱排水固結法是一項新型的、非常有潛力的軟基處理技術，在溫度、應力和滲流複雜載入條件下，熱排水固結作用機理、加固效果評價和設計參數最佳化等是亟待解決的關鍵科學問題。為此，本項目採用室內試驗、模型試驗、理論建模和數值模擬相結合的方法，對豎井塗抹區和未擾動區土體開展熱滲透、熱變形和熱應力路徑試驗，定量地分析熱滲透、熱硬化、熱軟化等溫度效應及其演化規律，揭示熱排水固結法作用機理。其次，開展熱排水固結與排水固結模型試驗，評價熱排水固結法的有效性及其加固效果。在此基礎上，建立黏性土應力路徑熱彈塑性本構方程和數值計算模型，對熱排水固結試驗模型進行數值模擬，並與模型試驗結果相互驗證，進而最佳化熱排水固結法設計參數，提出相應的技術措施。研究成果一方面可揭示複雜環境條件下軟土的力學特性，發展多物理場土力學，促進學科交叉，另一方面為我國軟土地區熱排水固結法的設計和套用提供重要的科學和技術支撐。
結題摘要
本項目圍繞熱排水固結法的作用機理及加固效果開展試驗、理論和數值研究，首先從溫度對土的粘滯性、滲透性影響出發，闡明了熱排水固結法的可行性；對不同溫度作用下土(正常固結和超固結土OCR，不同載入條件和應力路徑)的變形、強度開展了系統的研究，獲得了溫度對土體變形和強度有較大改善的結果；進而開展了多組模型試驗，包括單井、群井條件，不同溫度作用，並與常溫條件下的工況進行了對比，揭示了溫度對軟基處理具有明顯的作用效果，可以加速水的排除，縮短軟基處理時間，提高土的強度，減小工後沉降；最後，通過建立考慮溫度影響的非線彈性本構、考慮先期固結壓和應力路徑影響的熱彈塑性本構模型，並以三軸試樣、模型試驗為原型開展數值計算，獲得不同溫度、耦合與不耦合模型對熱排水固結軟基處理結果的影響。結合研究計畫執行情況，本項目基本完成了各項研究目標，從理論、試驗和機理上較好地闡明了熱排水結法機理，為熱排水結法的實際套用提供了理論依據。
