盐城港滨海港区高含水率淤泥水力渗透固结特性研究.docx

盐城港滨海港区高含水率淤泥水力渗透固结特性研究[权威
资料]
盐城港滨海港区高含水率淤泥水力渗透固结特性研究
摘要:随着沿海开发上升为国家战略，航道疏浚，港口、船闸建设，围海造地
等工程建设活动日益增多，在这些工程中均会产生大量的疏于停止
后，将土样室中的土样分层取出，并测试每层泥浆的平均含水率wm在此之后，
根据上述数据可以计算获得疏浚淤泥的孔隙比随有效应力及渗透系数随孔隙比的变
化关系。
试验成果与分析
图3显示了泥浆沉降量随时间的变化关系，其中，空心圆显示的为s,T曲线，
实心圆显示的为s-logT曲线。由图3中s,T曲线可知，在整个试验期间，沉降量
随时问不断增加，而且沉降速率也有所变化。在试验开始后的前10000分钟内，泥
浆沉降较快，沉降速率较大，累计沉降量达7cmi在此之后，泥浆沉降较小，在试
验后10000-30000分钟内，泥浆的沉降速率迅速降低，累计沉降量也相对较小，沉
降量
由7cm仅增加到9cmi另外，由图3可知，s,logT曲线呈现反“s”型，当试
验时间达到32000分钟后，S,logT曲线趋于水平，表明此时泥浆的沉降趋于停
止。根据土力学基本理论可知，s,logT曲线趋于水平标志着土样内部超静孔压基
本消散，土样固结完成。由此可见，图3中所示本次试验达到30000分钟后，固结
基本完成。
图4为半对数坐标系下，滨海港淤泥中孔压随时间的变化关系。由图4可知，
泥浆中孔压随时间不断消散，在试验前10000分钟内，1号和2号位置处孔压均变
化较大，3-10号位置孔压变化不明显。但在10000分钟之后，3-10号孔压随时间
的变化逐渐减小，并在30000分钟趋于平稳，表明此时超静孑L压基本消散结束。
另外，由图4可知，孔压消散完毕的时间随孔压计位置的增高而增加，底部1号孔
压计超孔压消散结束的时间约为10000分钟，而顶部10号孔压计中超孔压消散完
毕的时间约为30000分钟，这与图3中泥浆沉降基本稳定的时间基本一致。图5
为泥浆固结完成后，孔压随泥浆高度的变化规律，由图5可知，孔压随泥浆高度的
增加而增加，在上部泥浆中，孔压随深度的变化较小，在泥浆下部，孔压随深度的
变化较大。另外，由图5可知，孔压随高度呈良好的指数变化关系。
图6显示了试验过程中出水量随时间的变化规律，图6中显示，累计出水量随
时间的增加而增加。但曲线的斜率逐渐变小，最终斜率保持不变，为一条直线。这
表明，出水量随时间的增加而降低，最终出水量保持常量。分析认为，上述现象是
由于，试验过程中，泥浆不断发生固结，孔隙比不断减小，所以泥浆的出水量也逐
渐减小。但当泥浆固结完成后，泥浆的孔隙比不再减小，所以出水量随时间保持常
速率，因此累计出水量曲线呈现直线。另外，单位出水量保持常数也表明泥浆固结基本稳定。
图7为滨海港高含水率淤泥低有效应力状态下的压缩曲线，图7中显示，低有
效应力状态下淤泥在e,log0-坐标
系中呈线性分布。分析认为，前人研究的疏浚淤泥在塑性图中位于A线以上，
属于粘性土，而本次试验所用的滨海淤泥在塑性图中位于A线以下，属于粉土范
畴，这可能是导致本次试验成果与前人研究差异的原因。另外，通过对本次试验获
得的滨海高含水率淤泥获得的e,(7数据进行拟合，可以获得式(