河道疏浚、湖泊清淤以及港口航道建设等不可避免地产生大量疏浚淤泥，资源化利用是处置疏浚淤泥的根本出路。由于疏浚淤泥具有较差的物理和力学性能（含水量高、压缩性大、承载能力低等），资源化利用前往往仍需要对其脱水处置。鉴于处理费用、处理设备、处理规模的限制，目前实际中仍以场地堆放为主。但在自然条件下淤泥堆场的自重固结往往需要较长时间，受到外部气候影响大，场地周转时间长。因此，工程中需对淤泥堆场进行处理以达到快速有效脱水的目的。为加快自重下堆场的固结速率，可在堆场底部间隔一定距离铺设水平排水板PHDs(Prefabricated Horizontal Drains)，且工程实践和室内试验均表明铺设PHDs可有效加快疏浚淤泥的固结。但目前对自重作用下能全面反映疏浚淤泥特性的PHD处理疏浚淤泥堆场的大应变固结理论尚缺乏系统性研究。此外，研究表明，双对数非线性压缩渗透模型能更真实地反映疏浚淤泥的非线性固结特性。本文针对底层铺设PHD的疏浚淤泥堆场具有平面渗流、竖向应变的特点，建立自重作用下平面渗流、竖向应变的PHD处理疏浚淤泥堆场自重固结模型（见图1）。基于Gibson大应变固结理论，考虑疏浚淤泥的非线性压缩和渗透特性，得到PHD处理疏浚淤泥堆场大应变非线性自重固结控制方程。
如图1所示，堆场中淤泥堆放高度为，堆场四周设置的围堰使堆场内淤泥仅发生竖向应变。将宽度为b的PHDs以间距(L+b)在堆场底面等间距铺设。PHD的等间距铺设，可选取如图1(b)所示的计算单元，PHD使单元内发生平面渗流。计算单元水平方向坐标轴为x，竖直方向坐标轴为a。计算单元左边界为x=0，右边界为x=L+b。计算单元底部排水板部分为透水边界，排水板之外的底部边界为不透水边界。计算单元两侧均为不透水边界，单元顶部为完全透水边界。由于对称性可将计算单元之间的边界视为不透水边界。疏浚淤泥堆场上表面为透水边界。疏浚淤泥在自重固结开始时，不存在有效应力，其自重应力均由超静孔隙水压力承担。将PHD视为理想水平排水井，此时堆场自重固结属于典型的平面应变固结问题。利用连续条件可建立前述固结模型的控制微分方程并实现边界条件和初始条件的数学表达，进而获得固结模型的数值解答。通过与疏浚淤泥自重作用下未设置PHD的大应变固结解答对比分析，验证了PHD处理疏浚淤泥堆场大应变非线性固结模型及其解答的可靠性。利用所建立的疏浚淤泥大应变非线性固结模型，对疏浚淤泥的大应变固结机理及固结性状开展分析。
(1) 铺设PHD会加快淤泥土层超静孔压的消散速率，淤泥固结速率随铺设率（PHD的铺设面积与堆场总面积之比）增加而加快。
(2) 当铺设率达到一定值后，再增大铺设率对土层固结速率的提高不再明显，其基本达到与双面完全透水的固结速率，该值为PHD最佳铺设率。PHD的最佳铺设率随着堆放高度增加而曲线减小。
(3) 底层铺设PHD后堆放高度越高，最终沉降量越大，固结速率越慢。在工程实际中，如果堆放高度较高时可通过增设PHD层数以加快其固结速率。
(4) Ic一定时，土层固结速率随减小而加快；一定时，土层固结速率随Ic减小而加快。按变形定义的淤泥平均固结度快于按孔压定义的平均固结度，即淤泥的变形发展快于超静孔压的消散过程。
