对于河湖库的清淤以及各种海洋工程的修建、维护不可避免地产生大量的疏浚泥[1],在沿海地区经常将疏浚泥作为填料,用于围海吹填造陆工程[2-3]。中国通常采用水力方式进行疏浚,其优点是连续作业、效率高、成本低,符合中国基本国情[4]。水力式疏浚产生的疏浚泥具有含水率高、压缩性高、强度低等特点,工程性质差[5-6]。工程实践中发现,真空预压法加固高含水率疏浚泥经常在排水板附近形成土桩,远离排水板的区域加固作用不明显[7-9]。一些研究者将真空排水固结技术处理大面积疏浚泥效果不佳归结于土颗粒径向移动,富集于排水板附近形成透水性差的致密区,从而导致排水淤堵[9-10]。
关于真空作用下高含水率疏浚泥的颗粒迁移试验研究见之报道不多,开展真空压力作用下不同含水率疏浚泥颗粒迁移性状的试验研究具有科学意义和应用价值。本研究采用室内模型试验,针对具有不同液限的疏浚泥开展不同初始含水率条件下的真空固结试验,分析真空作用下高含水率疏浚泥颗粒迁移性状与关键控制因素。
本研究基于自行研制的高含水率疏浚泥真空固结模型装置,针对两种不同液限的疏浚泥开展不同初始状态对真空作用下颗粒迁移性状的试验研究,得出如下3点结论。
(1)真空作用下高含水率疏浚泥是否发生颗粒迁移的临界阈值取决于疏浚泥的初始含水率与液限的比值,说明真空作用下发生颗粒迁移的阈值与疏浚泥不固结不排水强度密切相关。
(2)当初始含水率与液限比值小于临界阈值,真空作用下高含水率疏浚泥基本不会发生颗粒迁移。
(3)当初始含水率与液限比值大于临界阈值,真空作用下黏粒向排水面附近聚集,富集程度随着初始含水率与液限比值的增大而增大。