Model Test Research on Preloading Combined with Solar Thermal Drainage Consolidation Technology

DENG Yuebao; HAN Yidong; ZHENG Liangke; ZHENG Rongyue; YAO Yanming

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20211120020

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Model Test Research on Preloading Combined with Solar Thermal Drainage Consolidation Technology

更新时间：2025-09-25

- Model Test Research on Preloading Combined with Solar Thermal Drainage Consolidation Technology
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 42, Issue 5, Pages: 905-912(2022)
- 作者机构：
  
  1.宁波大学滨海城市轨道交通协同创新中心，浙江宁波 315211
  2.宁波市轨道交通集团有限公司，浙江宁波 315012
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20211120020
  CLC： TU443
- Received：04 October 2021，
  
  Revised：2021-12-17，
  
  Published：28 October 2022
- 稿件说明：
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邓岳保,韩逸冬,郑良科等.太阳能热排水固结模型试验研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(05):905-912.

DENG Yuebao,HAN Yidong,ZHENG Liangke,et al.Model Test Research on Preloading Combined with Solar Thermal Drainage Consolidation Technology[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(05):905-912.
邓岳保,韩逸冬,郑良科等.太阳能热排水固结模型试验研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(05):905-912. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20211120020.

DENG Yuebao,HAN Yidong,ZHENG Liangke,et al.Model Test Research on Preloading Combined with Solar Thermal Drainage Consolidation Technology[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(05):905-912. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20211120020.

摘要

太阳能热排水固结技术是利用太阳能对软土地基进行加热，再结合竖井排水固结，由此达到提升软基处理效果的目标。为检验该技术加固效果，开展竖井地基排水固结模型试验，对比测试常规堆载预压和太阳能热排水固结加固软基的沉降和孔压发展规律，结果发现：太阳能在模型地基中形成温度场，使地基土温度平均上升了15 ℃；太阳能循环变温引起土中孔压波动，其幅度达10 kPa；太阳能加快了软土地基排水固结过程，使模型地基土体固结系数提升了1.54倍，土层固结度达到90%所需时间减少34%；太阳能加热还使模型地基最终沉降增大12%，这对于加速软基沉降稳定、减小工后沉降有积极意义。

Abstract

Solar thermal drainage consolidation technology uses solar energy to heat the soft soil foundation， combined with shaft drainage and consolidation， thereby improving the treatment effect of the soft foundation. To test the reinforcement effect of this technology， a model test of drainage consolidation of shaft foundation was carried out to compare and test the settlement and pore water pressure development law of conventional preloading and solar thermal drainage consolidation of soft foundation. The results show that the solar energy forms a temperature field， which increases the temperature of the foundation soil by an average of 15°C； the solar cycle temperature change caused the pore pressure in the soil to fluctuate with an amplitude of 10 kPa； the solar energy accelerates the process of drainage and consolidation of soft soil， and increases the consolidation coefficient of the model foundation by 1.54. The time required for soil consolidation to reach 90% is reduced by 34%； solar heating also increases the final settlement of the model foundation by 12%， which has a positive significance for accelerating the stability of soft foundation settlement and reducing post-construction settlement.

关键词

Keywords

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Deng Y B ， Mao W Y ， Kong G Q ， et al . Primary and secondary consolidation compression for saturated soil considering coupling effect of loading and heating ［J］. Journal of Central South University ， 2021 ， 28 ： 2514 ‑ 2526 .

陶海冰 . 热流固作用下软土静动力学特性及应用［D］. 杭州：浙江大学， 2015 .

Tao H B . The thermo-hydro-mechanical effect on static and dynamic properties of soft soil and its application ［D］. Hangzhou ： Zhejiang University ， 2015 . （in Chinese）

Abuel-Naga H M . Thermal-hydro-mechanical behaviour of soft bangkok clay ［M］. Bangkok，Thailand ： Asian Institute of Technology ， 2007 .

Chaiprakaikeow ，S. Thermal consolidation of soft bangkok clay with PVD ［D］ Bangkok，Thailand： Master Geotechnical Engineering Thesis，Asian Institute of Technology， 2005 .

Abuel-Naga H M ， Bergado D T ， Chaiprakaikeow S . Innovative thermal technique for enhancing the performance of prefabricated vertical drain during the preloading process ［J］. Geotextiles and Geomembranes ， 2006 ， 24 （ 6 ）： 359 ‑ 370 .

Pothiraksanon C ， Bergado D T ， Abuel-Naga H M . Full scale embankment consolidation test using prefabricated vertical thermal drains ［J］. Soils and Foundations ， 2010 ， 50 （ 5 ）： 579 ‑ 588 .

陶海冰，刘干斌，谢康和，等 . 竖井地基热排水固结本构模型及试验验证［J］. 岩土工程学报， 2015 ， 37 （ 6 ）： 1077 - 1085 .

Tao H B ， Liu G B ， Xie K H ， et al . A constitutive model for thermal consolidation with vertical drains and its experimental verification ［J］. Journal of Geotechnical Engineering ， 2015 ， 37 （ 6 ）： 1077 - 1085 . （in Chinese）

刘干斌，范高飞，陶海冰，等 . 竖井地基热排水固结模型试验［J］. 中南大学学报（自然科学版）， 2017 ， 48 （ 2 ）： 448 - 456 .

Liu G B ， Fan G F ， Tao H B ， et al . Model test on thermal drainage consolidation of foundation with vertical drain ［J］. Journal of Central South University （Science and Technology）， 2017 ， 48 （ 2 ）： 448 - 456 . （in Chinese）

张佩 . 温度和化学调理对填埋污泥排水固结特性影响及应用［D］. 杭州：浙江大学， 2018 .

Zhang P . Effects of temperature and chemical conditioning on drainage and consolidation characteristics of landfill sludge and its application ［D］. Hangzhou ： Zhejiang University ， 2018 . （in Chinese）

邓岳保，陈菲，刘铨，等 . 温控软土地基模型试验装置研发及其应用［J］. 水道港口， 2018 ， 39 （ 2 ）： 223 - 229 .

Deng Y B ， Chen F ， Liu Q ， et al . Development and application of a temperature-controlled model test device for soft soil ground ［J］. Journal of Waterway and Harbor ， 2018 ， 39 （ 2 ）： 223 - 229 . （in Chinese）

邓岳保，王天园，毛伟赟，等 . 真空预压联合加热技术模型试验及作用机理研究［J］. 应用基础与工程科学学报， 2021 ， 29 （ 1 ）： 206 - 217 .

Deng Y B ， Wang T Y ， Mao W Y ， et al . Model test and mechanism study on the ground improvement method of vacuum preloading with heating ［J］. Journal of Basic science and Engineering ， 2021 ， 29 （ 1 ）： 206 - 217 . （in Chinese）

王天园，邓岳保，毛伟赟，等 . 加热对软土地基真空预压排水固结的影响研究［J］. 水文地质工程地质， 2020 ， 47 （ 1 ）： 62 - 68 .

Wang T Y ， Deng Y B ， Mao W Y ， et al . A study of the effect of heating on vacuum preloading for soft ground ［J］. Hydrogeology＆Engineering Geology ， 2020 ， 47 （ 1 ）： 62 - 68 . （in Chinese）

郑良科，郑荣跃，邓岳保，等 . 真空预压联合间歇式加热排水固结法加固软黏土模型试验研究［J］. 水道港口， 2020 ， 41 （ 6 ）： 713 - 719 .

Zheng L K ， Zheng R Y ， Deng Y B ， et al . Experimental study on consolidation by vacuum preloading combined with intermittent heating ［J］. Journal of Waterway and Harbor ， 2020 ， 41 （ 6 ）： 713 - 719 . （in Chinese）

胡黎明，吴辉 . 太阳能电渗固结软土地基的装置：中国， CN 203795412U ［P］. 2014-08-27 .

Hu L M ， Wu H . Device for consolidating soft soil foundation by solar electroosmosis ： China ， CN 203795412U ［P］. 2014-08-27 . （in Chinese）

黄健钧，王嘉炜，黄永泉，等 . 一种太阳能电渗强夯联合法加固软土地基装置：中国， CN 206204927U ［P］. 2017-05-31 .

Huang J J ， Wang J W ， Huang Y Q ， et al . A device for strengthening soft soil foundation with solar electroosmosis dynamic compaction combined method ： China ， CN206204927U ［P］. 2017-05-31 . （in Chinese）

董建华，董旭光，朱彦鹏，等 . 一种边坡自排水电渗锚杆及施工方法：中国， CN1048787 60A ［P］. 2015-09-02 .

Dong J H ， Dong X G ， Zhu Y P ， et al . Self-draining electroosmotic anchor rod for side slope and construction method ： China ， CN1048787 60A ［P］. 2015-09-02 . （in Chinese）

王天园，邓岳保，刘铨，等 . 一种利用太阳能的地基处理装置及其使用方法：中国， CN108517857A ［P］. 2018-09-11 .

Wang T Y ， Deng Y B ， Liu Q ， et al . Ground treatment device using solar energy and its use method ： China ， CN108517857A ［P］. 2018-09-11 . （in Chinese）

何旭聪，邓岳保，邹维，等 . 基于太阳能的人工海岛软基处理方法及试验研究［J］. 浙江建筑， 2020 ， 37 （ 2 ）： 31 - 34，38 .

He X C ， Deng Y B ， Zou W ， et al . Soft base treatment method and experimental research of artificial island based on solar energy ［J］. Zhejiang Construction ， 2020 ， 37 （ 2 ）： 31 - 34，38 . （in Chinese）

吕塞·拉卢伊，何莉塞·迪·唐纳 . 能源地下结构［M］.孔纲强，译. 北京：中国建筑工业出版社， 2016 .

Lyesse Laloui ， Alice Di Donna . Energy Underground Structure ［M］. Kong G Q translate. Beijing ： China Architecture & Building Press ， 2016 . （in Chinese）

邓岳保 . 竖井地基固结解析理论与有限元分析［D］. 杭州：浙江大学， 2013 .

Deng Y B . Analytical theory and finite element analysis of shaft foundation consolidation ［D］. Hangzhou ： Zhejiang University ， 2013 . （in Chinese）

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