本發(fā)明涉及一種無真空膜真空預壓室內模型。
背景技術：
近些年來隨著我國經濟的迅速發(fā)展，沿海地區(qū)用地緊張的矛盾日益突出，在此情況下各城市掀起了一股填海造陸的熱潮。填海造陸形成的地基是以黏土為主的深厚吹填土，我國大多數沿海城市的大多數有大量的淤泥質土,而填海造陸大都用的是疏浚形成的吹填超軟土，其顆粒粒徑小于0.005mm的黏粒含量在30％-50％之間，一般具有高含水量、大孔隙比、低強度、高壓縮性、低滲透性和流變性等特點，所以這種超軟土不能滿足工程建設所要求的基本條件，而超軟土在自重作用下的固結需要幾年甚至更長時間才能完成。為了使超軟土地基在短時間內具有一定的強度以滿足工程建設的需要，瑞典kjellman教授首次提出了真空預壓法。
為深入研究真空預壓條件下軟土的力學工程特性以及探究新型施工工藝，常常需要開展室內模型試驗，從而為工程實踐提供可靠保證。目前許多專家利用室內模型試驗研究主要集中在有砂墊層的真空預壓、無砂墊層真空預壓、注氣增壓、氣壓劈裂等工況的研究。雷華陽等人(2016)利用室內模型試驗針對這幾種工況組合對地基加固效果進行評價研究。魏波和賀懷建(2003)對真空-堆載聯合預壓處理軟基效果進行室內模型試驗。閆澍往等人(2011)利用室內模型試驗研究了真空預壓過程中土體的孔壓變化、地表沉降、真空度和常規(guī)施工工藝。
并且傳統真空預壓的施工工藝流程主要分為9個施工步。其一，場地排水；如果場地有積水，需要將場地的積水排出；其二，鋪設編織布，主要是保證施工安全，進行隔泥；其三，鋪設無紡土工布，保證隔泥充分；其四，插入塑料排水板；其五，塑料排水板與支管相連，支管與主管相連；其六，鋪設2層聚氯乙烯或聚乙烯真空膜；其七，在區(qū)內均勻布置出膜裝置并與水氣分離罐相連。其八，加載，監(jiān)測；其九，卸載，檢測。
在傳統的施工工藝中，鋪真空膜的這一步驟是不可缺少的，是整個施工過程的關鍵一環(huán)。真空膜的完整性，直接影響檢測效果的評價以及工程的驗收。比如，真空膜漏，導致真空壓力無法到達80kpa，影響驗收工期。
考慮到冬季施工不同于夏季施工，水分蒸發(fā)少，并且膜上有水，可能會發(fā)生冰凍現場，造成沉降監(jiān)測困難等，在加之而冰凍的硬殼往往具有滲透系數低以及自封閉性等工程特性，真空膜的使用是一種浪費。
綜上所述，目前真空預壓室內模型試驗方法存在以下問題：
1、無法做到節(jié)能、環(huán)保、高效、快捷的施工工藝。真空預壓施工過程中真空膜經常漏氣，堵氣補膜，需要大量的人力和物力，在生產過程中，需要生產大量的塑料，施工結束后真空膜不能重復利用，與環(huán)境不和諧。
2、沒能綜合考慮吹填的淤泥質黏土的軟土工程特性。吹填淤泥質軟土具有較低的滲透性，目前很少有專家利用這一工程特性研究工程問題。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的是，提供一種用以研究適用于冬季真空預壓施工方法的室內模型試驗方法。本發(fā)明結合淤泥質吹填土的滲透特性以及自封閉性和冬季真空預壓施工的環(huán)境條件提供無真空膜真空預壓室內模型試驗方法。為實現上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：
一種無真空膜真空預壓室內模型試驗方法，所采用的室內模型包括排水板1、玻璃模型箱2、單向蝴蝶結3、鋼絲軟管4、鋼絲軟管支管7、鋼絲軟管主管8和試驗土樣10，試驗土樣10置于玻璃模型箱2內，在試驗土樣中插有排水板1，排水板與連有鋼絲軟管4的單向蝴蝶結3相連，鋼絲軟管4通過三通與鋼絲軟管支管7相連，鋼絲軟管支管7與鋼絲軟管主管9相連；在試驗土樣的上面鋪設有一層下土工布5，在下土工布5上面鋪設有吹填的淤泥質黏土6，在吹填的淤泥質黏土6的表面鋪設有上土工布8；鋼絲軟管主管9置于上土工布8的上面，試驗方法為：
(1)將水氣分離罐上置于電子秤上方；
(2)將主管和真空泵連接到安裝有真空表的水氣分離罐，檢查連接后的氣密性；
(3)在上土工布上注入水，使得水面覆蓋上土工布表面；
(4)打開真空泵，進行加載，觀察水氣分離罐的真空壓力的讀數，如果真空壓力低于某個數值，檢查吹填的淤泥質黏土表面的平整度；
(5)關閉真空泵并卸載；
(6)根據電子秤讀數記錄試驗土樣的排水量。
本發(fā)明存在以下幾個方面的優(yōu)點：
(1)本發(fā)明營造一個無真空膜的室內試驗模型并利用此模型給出試驗方法，以研究無真空膜施工工藝，利用吹填淤泥質軟土的滲透性和自密實性，在整個模型試驗中不采用真空膜，此種施工工藝研發(fā)成功，不僅省去真空膜這部分資金，而且能夠做到與環(huán)境和諧。
(2)此種施工工藝為科學研究提供新的思路，利用吹填淤泥質軟土的滲透系數低、具有自密實性等工程特性解決工程問題。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的無真空膜真空預壓室內模型試驗系統布置圖。
圖中標號說明：1排水板；2玻璃模型箱；3蝴蝶結；4鋼絲軟管；5下土工布；6吹填的淤泥質粘土；7鋼絲軟管支管；8上土工布；9鋼絲軟管主管；10試驗土樣
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行說明。
參見圖1，本發(fā)明提供的一種無真空膜真空預壓室內模型試驗方法，具體試驗裝置連接包括，在玻璃模型箱2中加入試驗土樣10，在土樣中插入塑料排水板1，塑料排水板與連有鋼絲軟管4的單向蝴蝶結3相連；在試驗土樣的上面鋪設一層下層無紡土工布，在下土工布5上面鋪設500mm厚吹填的淤泥質黏土6，并在其表面鋪設上土工布8；鋼絲軟管4通過三通與鋼絲軟管支管7相連，鋼絲軟管支管7與鋼絲軟管主管9相連，并將主管置于上土工布8的上面；鋼絲軟管主管9和真空泵分別與水氣分離罐相連。水氣分離罐上置于電子秤上方，記錄試驗土樣的排水量，水氣分離罐上方安裝真空表，記錄監(jiān)測真空壓力。
實驗步驟為：
(1)在玻璃模型箱2中放入一定厚度的吹填土試驗土樣10；
(2)鋪設下層無紡土工布5；
(3)插入塑料排水板1，并與單向蝴蝶3結相連；
(4)塑料排水板1與鋼絲軟管4相連，鋼絲軟管4通過三通與鋼絲軟管支管7相連，支管與主管相連；
(5)鋪設500mm厚的吹填的淤泥質軟黏土6，并保證泥面平整；
(6)鋪設上土工布8，并其上注入離泥面100mm左右的水；
連接水氣分離罐等裝置，檢查裝置的氣密性
(7)打開真空泵，進行加載，觀察水氣分離罐的真空壓力的讀數，如果真空壓力低于90kpa，將檢查500厚的淤泥質軟黏土的表面的平整度；
(8)關閉真空泵，開始卸載；
(9)根據電子秤讀數記錄試驗土樣的排水量。