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摘要：真空预压作为一种软基处理手段，具有设备简单、工期短且不会引起土体剪切破坏等优点，目前已广泛应用于各种地基处理工程中。本文结合具体工程实例，介绍真空预压在变电站软基处理中的应用，并针对不同真空作用时间及膜下不同真空度情况的分析计算，对地软基处理过程提出优化设计。
关键词：变电站；真空预压；优化设计；有限元；对比分析
引言
真空预压作为排水固结方法中的一种，是一种较为新兴的软基处理的工法。与常规的堆载预压法相比，真空预压法具有施工设备简单、加荷速度快、无需堆载材料、加荷过程中不会出现地基失稳现象等优点，使得地基稳定性显著提高、工期明显缩短、工程造价降低，在国内外均有广泛的应用，并在实践中取得了良好的效果。在采用真空预压加固软基过程中，膜下真空度及真空作用时间的控制为两个关键的要素。本文以某变电站软土地基采用真空预压为例，利用ABAQUS软件对其加固过程进行有限元分析，并对比分析了不同的真空作用时间、膜下真空度对地基处理效果的影响，进而为优化地基处理方式的设计提供参考依据。
1 工程概况
某变电站围墙尺寸为85.5m×80m，围墙内用地面积0.684hm2，站址总占地面积约0.8142hm2，建筑面积4487m2，两幢配电装置楼为双层钢筋混凝土框架结构。各土层物理力学性质指标见表1。
2.2 模型建立
根据场地形状、加载的形式和分布特点，采取对称分析，取加固区的一半进行研究，取模型左下角为坐标计算原点。整个待处理地基的计算宽度为120m，其中0～40m宽度范围为加固区，40～120m宽度范围是计算的影响区；塑料排水板为正三角形布置，间距1.1m，打设深度28m，排水板等效为宽66.5mm的砂墙。考虑砂垫层、地层分布情况以及真空预压对竖向加固的影响范围，计算深度取51.5m，土层厚度分布按表2。建立排水板等效成砂墙的二维成层软土地基计算模型，进行有限元分析。模型尺寸示意图见图1。
2.3 初始边界条件确定及有限元网格划分
边界条件的确定：根据对称性，限制模型中土层的左、右边界的水平位移，不限制竖向位移；土层底部边界水平位移和竖向位移均为0；除土层表面外，其他边界都为不排水边界。
网格划分：土体单元采用固体与液体耦合的平面应变孔压单元类型CPE8RP（8节点二次减缩积分四边形网格），结构化网格（Structured）划分。加固区域网格划分较密，影响区域划分较稀疏。
2.4 荷载步的确定
第一阶段低位预压阶段，加固区表面作用荷载，按照线性加载至10kPa，加载时间为0.5d，并维持10kPa作用3.5d；第二阶段为真空预压阶段，加固区膜下真空度按照线性从0kPa加至85kPa，该过程作用3d，然后维持不变，稳定70d，第二阶段仍然维持10kPa预压荷载；第三阶段为真空、低位预压卸载阶段，卸载时间为6d。荷载变化曲线见图2。
5 结语
综上所述，现阶段的真空预压法已成为了一种较为有效的软基加固的工程措施，具有诸多优点，并且随着以后对于岩土工程的理论水平的逐渐进步，该技术还将会有更加广阔的应用和发展空间。通过本研究对真空预压时间因素以及膜下不同真空度对土体固结度的影响对比分析，从加固效果以及经济效益方面综合考虑，建议选取膜下真空度为85kPa，维持真空预压作用时间60d为最佳设计优化。在今后的实践中，要不断创新该技术，进而提高这一技术在软基处理施工中的科学性、合理化。
参考文献：
[1] 林阿荣.真空预压法在软基处理中的应用[J].城市建设理论研究.2013（10）
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[3] 张兰平，张阿勇.针对真空预压法在软基处理中的应用分析[J].建筑工程技术与设计.2016（27）
论文作者:许坤哲
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/13
标签：预压论文; 真空论文; 地基论文; 变电站论文; 土层论文; 边界论文; 网格论文; 《基层建设》2017年第13期论文;