程 瑾 ，曹 凱 ，吳玉濤 ，金亞偉 ，張 勇 ，張 珍 ，高天宇 ，王小東

（1.中交（天津）生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)研究院有限公司，天津 300202；2.江蘇鑫泰巖土科技有限公司，江蘇 宜興 214200）

隨著國(guó)家對(duì)河湖水庫(kù)環(huán)境修復(fù)治理力度的加大，在施工過(guò)程中將產(chǎn)生大量高含水量、高孔隙比、低滲透性、高壓縮性的清淤淤泥，淤泥堆放需占用大量的土地資源，且在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法進(jìn)行消耗和二次利用，制約著該地區(qū)的城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前，處理疏浚清淤淤泥的方法主要有真空預(yù)壓法[1-3]，包括增壓式真空預(yù)壓[4]、無(wú)砂墊層真空預(yù)壓[5]和堆載聯(lián)合真空預(yù)壓[6]，上述處理方法存在以下缺點(diǎn)：（1）土體強(qiáng)度增長(zhǎng)有限，主要是因?yàn)檎婵諌毫εc滲透力達(dá)到平衡后，土體中的水便無(wú)法排出，致使土體強(qiáng)度增長(zhǎng)有限；（2）有效加固深度小，由于淤泥土黏粒含量較高、可壓縮性較大，導(dǎo)致豎向排水板嚴(yán)重淤堵和彎折，排水系統(tǒng)內(nèi)真空度損失較大，深部土體處理效果較差；（3）處理后的土體性能不均勻，真空預(yù)壓處理后的土體在淺表層形成一層硬殼層，內(nèi)部土體含水率仍較高，形成了上部土體硬，下部土體軟的現(xiàn)象。電滲聯(lián)合真空預(yù)壓雖然解決了上述部分問(wèn)題[7-9]，但由于電壓加載模式模糊和電極腐蝕能耗嚴(yán)重等問(wèn)題，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)成本較高，未被大規(guī)模應(yīng)用。熱排水固結(jié)法是近年來(lái)提出并逐漸引起關(guān)注的一種軟基處理方法[10]，Abuelnaga等[11]首先開(kāi)展了模型試驗(yàn)，將排水固結(jié)法與加熱相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)加熱能加快豎井地基固結(jié)；隨后，Demars等[12]、Cekerevac等[13]、Kuntiwattanakul等[14]、Bruyn 等[15]通過(guò)水浴加熱或電熱線圈加熱來(lái)控制試樣溫度，研制了不同的溫控三軸儀，分析了不同溫度方式對(duì)土體力學(xué)特性的影響；Sultan等[16]改進(jìn)了GDS三軸儀，將加熱線圈置于壓力室罩的外壁，并由電熱偶控制壓力室溫度。國(guó)內(nèi)于21世紀(jì)初才開(kāi)展溫度對(duì)土體排水固結(jié)影響的研究，范高飛等[17]通過(guò)非等溫管道流豎井地基熱排水固結(jié)模擬試驗(yàn)，得出研究溫度可使地基土滲透系數(shù)增大、固結(jié)速率加快；王天圓等[18]通過(guò)不同溫度下的排水固結(jié)試驗(yàn)研究，得到土體物性指標(biāo)的發(fā)展規(guī)律和適宜的加熱溫度；尹鐵峰等[19]通過(guò)研究軟黏土的熱固結(jié)發(fā)現(xiàn)溫度主要通過(guò)影響水的黏滯系數(shù)來(lái)提高土體的滲透系數(shù)，且溫差越大，影響效果越明顯。

目前，增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓技術(shù)對(duì)土體的排水固結(jié)現(xiàn)場(chǎng)研究較少，本文通過(guò)室內(nèi)模型試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究初步闡述了增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓的技術(shù)原理，從沉降量、孔隙水壓力變化規(guī)律、抗剪強(qiáng)度、固結(jié)度和工后土體物理力學(xué)指標(biāo)分析了該技術(shù)的脫水固結(jié)效果，同時(shí)，初步厘定了該間歇式溫致相變汽化發(fā)生器的有效半徑，為該技術(shù)的工程應(yīng)用提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。

1 增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓的技術(shù)原理

增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓技術(shù)是在常規(guī)真空預(yù)壓的基礎(chǔ)上，聯(lián)合增溫加熱技術(shù)改變了土中水的形態(tài)特征，改善了土體滲透徑流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了土體的快速高效排水固結(jié)。該方法涉及到溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和水汽滲流場(chǎng)的相互作用，機(jī)理較為復(fù)雜。目前，真空預(yù)壓原理的研究較為成熟，本文主要探討溫度和應(yīng)力的耦合作用對(duì)土體排水固結(jié)的影響。

（1）溫壓對(duì)土中水的影響。加熱增溫可使液態(tài)水發(fā)生汽化，通過(guò)室內(nèi)模型試驗(yàn)得到了真空壓力和水的沸點(diǎn)關(guān)系（圖1），在一定的真空壓力條件下，溫度增加，液態(tài)水達(dá)到汽化點(diǎn)溫度后開(kāi)始汽化，液態(tài)水轉(zhuǎn)為氣態(tài)水，當(dāng)?shù)竭_(dá)沸點(diǎn)后，汽化達(dá)到最大值，真空壓力越大，汽化點(diǎn)溫度越低。常規(guī)真空預(yù)壓的真空度一般為80 ～90 kPa，此時(shí)，水的汽化溫度為41～61 °C。汽化的液態(tài)水更易在土中滲透徑流，也更易從排水板中排出，進(jìn)而加速了土的排水固結(jié)。

圖1 真空壓力與水的沸點(diǎn)溫度關(guān)系曲線Fig.1 Relationship curve between vacuum pressure and boiling point temperature of water

（2）溫壓對(duì)土體滲透性的影響

Derjaguin等[20]指出土體中孔隙水在不同溫度下的狀態(tài)不同；當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)（如70 °C），結(jié)合水性能接近自由水；當(dāng)溫度越高，土體中結(jié)合水膜厚度越小，黏滯系數(shù)越小，孔隙水滲透性就越大。Delage等[21]對(duì)溫度介于常溫至90 °C的正常固結(jié)黏土進(jìn)行滲透性測(cè)試，發(fā)現(xiàn)溫度較高時(shí)土體的滲透系數(shù)是常溫下的4倍左右，王媛等[22]對(duì)南京地區(qū)3種土樣進(jìn)行了5～45 °C不同溫度下的滲透試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)加熱對(duì)提高土樣滲透性的作用明顯。上述研究表明：增溫可減小孔隙水的黏滯系數(shù)，而黏滯系數(shù)與土體的滲透性密切相關(guān)，由此來(lái)改善土體的滲透性（圖2）。

圖2 加熱對(duì)土體滲透性影響示意圖Fig.2 Schematic diagram of influence of heating on soil permeability

從孔隙水的熱動(dòng)力學(xué)角度來(lái)看，根據(jù)飽和蒸氣壓理論，土顆粒壓縮后形成相對(duì)封閉的空隙，其中的水較難排出，而在溫度和壓力的作用下，在液體表面上方形成蒸汽，液體表面受到的壓力等于其飽和蒸氣壓力，飽和蒸氣壓主要由液態(tài)表面的小水滴產(chǎn)生的。同時(shí)根據(jù)Kelvin公式可知，溫度和壓力增加，飽和蒸氣壓增大，也就是說(shuō)液體表面的小水滴半徑將會(huì)進(jìn)一步減小來(lái)滿足飽和蒸氣壓的動(dòng)態(tài)平衡。

飽和蒸氣壓的存在使得密閉的土顆粒存在一定的張力，土顆粒之間可能產(chǎn)生新的孔隙，小水滴沿孔隙逃離，進(jìn)一步增加土的排水固結(jié)，當(dāng)飽和蒸氣壓與土顆粒上部應(yīng)力相等時(shí)，由飽和蒸氣壓促使的排水固結(jié)完成?？紫端娘柡驼魵鈮簩?duì)土體的排水固結(jié)具有一定的影響，其中復(fù)雜的熱動(dòng)力學(xué)解析是研究的難點(diǎn)問(wèn)題，需要進(jìn)一步的深入研究。

（3）溫壓對(duì)軟土壓縮性的影響

加熱對(duì)軟土壓縮性影響的研究共識(shí)主要有兩方面。一是加熱對(duì)軟土先期固結(jié)壓力的影響。Eriksson[23]、Laloui等[24]在不同溫度下對(duì)不同類(lèi)型土進(jìn)行等溫固結(jié)實(shí)驗(yàn)，均得到先期固結(jié)壓力隨溫度增加而減小的規(guī)律。二是應(yīng)力歷史對(duì)軟土溫度效應(yīng)的影響（這里的應(yīng)力歷史通常指超固結(jié)比OCR）[25]。正常固結(jié)土或超固結(jié)比較小的土（OCR=1～2）在加熱時(shí)產(chǎn)生收縮（熱沉降），冷卻后該變形不能全部恢復(fù)；強(qiáng)超固結(jié)土在加熱時(shí)產(chǎn)生膨脹（熱回彈），冷卻后膨脹可以完全恢復(fù)；弱超固結(jié)土的溫度效應(yīng)介于上述兩者之間。因此，溫度對(duì)土體壓縮性的影響較為復(fù)雜，可能會(huì)使土體的壓縮性增大，也可能減小，對(duì)于重塑軟土（欠固結(jié)，OCR＜1）和正常固結(jié)軟土，加熱使得土體的壓縮性增大。

（4）溫壓對(duì)排水通道的影響

增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓技術(shù)的排水通道通常是塑料排水板，排水板中間是塑料芯板，兩面以非織造土工織物包裹作濾膜。芯板通常采用聚丙烯和聚乙烯混合摻配制，濾膜采用長(zhǎng)纖熱扎無(wú)紡布。上述材料的熱變形溫度在90～100 °C；因此當(dāng)加熱溫度控制在一定值時(shí)（如70 °C），加熱對(duì)排水板的影響不大。需要注意的是，排水通道材料在加熱情況下的耐久性問(wèn)題需要開(kāi)展進(jìn)一步細(xì)致研究。

2 工程概況及設(shè)計(jì)方案

2.1 工程概況

試驗(yàn)場(chǎng)地位于白洋淀采蒲臺(tái)地區(qū)，場(chǎng)地呈梯形，面積為1 853 m2，疏浚吹填淤泥為白洋淀淀區(qū)底泥，厚度為6 m。底泥物理性質(zhì)指標(biāo)如表1所示。顆粒組成為0.075～0.005 mm顆粒占66.67%，小于0.005 mm的顆粒占30.16%。疏浚吹填底泥具有含水率高、滲透性低、壓縮性高等特點(diǎn)，吹填靜置數(shù)月后仍呈流塑狀。

表1 底泥物理力學(xué)性質(zhì)表Table 1 Physical and mechanical properties of sediment

2.2 方案設(shè)計(jì)及增溫裝置介紹

試驗(yàn)區(qū)根據(jù)排水板間距分為兩個(gè)單元（圖3），A單元排水板間距為0.6 m，B單元排水板間距為0.8 m，排水板打插深度至原狀土層約0.5 m處。A和B單元各布設(shè)一臺(tái)真空泵，提供真空壓力。首先，為防止排水板淤堵或泥漿翻涌，試運(yùn)行階段真空度采用逐級(jí)加載的方式，初級(jí)加載為30 kPa，時(shí)間為24 h，后續(xù)為60 kPa，時(shí)間為24 h，最后穩(wěn)定在85 kPa左右。增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓鄰區(qū)為常規(guī)真空預(yù)壓區(qū)，試驗(yàn)條件與B單元一致。

圖3 增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓試驗(yàn)場(chǎng)地示意圖Fig.3 Plan of temperature increasing heating combined with vacuum preloading test site

增溫裝置采用一種間歇式溫致相變汽化發(fā)生器[26]（圖4），呈圓柱形，長(zhǎng)66 cm，直徑為8 cm，該裝置主要由上下兩部分組成，上部分為基座，下部分為發(fā)熱體，發(fā)熱體上開(kāi)設(shè)噴氣孔，高溫氣體對(duì)底泥產(chǎn)生增溫作用，加快底泥的排水固結(jié)。將增溫裝置垂直插入到底泥底部，埋深約6 m，平面呈正方形，間距為6 m（圖3）。由于真空壓力隨深度的遞減規(guī)律，并結(jié)合圖1壓力與水汽化溫度之間的關(guān)系，加熱裝置溫度設(shè)定為70 °C運(yùn)行2 min，間歇10 min，試運(yùn)行階段開(kāi)始加熱增溫。

圖4 增溫裝置示意圖Fig.4 Schematic diagram of warming device

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 膜下真空度

抽真空前期為防止泥漿翻涌、排水板淤堵或形成土柱等問(wèn)題，真空度維持在30～60 kPa，48 h后真空度逐漸增加至85 kPa左右，但B單元南側(cè)為土石方壩，由碎石土壓實(shí)組成，密封性較差，導(dǎo)致B單元膜下真空度無(wú)法達(dá)到80 kPa以上，因此在B單元增加一臺(tái)射流泵，膜下真空度逐漸提高至85 kPa左右。（圖5）。

圖5 膜下真空度Fig.5 Under film vacuum

3.2 沉降量

試驗(yàn)處理周期為61 d，對(duì)試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格密度為1 m × 3 m的高程點(diǎn)測(cè)量（圖6），同時(shí)，根據(jù)日沉降量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制沉降曲線（圖7），在相同的時(shí)間內(nèi)，A單元沉降量為1.71 m，B單元沉降量為1.66 m，常規(guī)真空預(yù)壓?jiǎn)卧两盗繛?.58 m，增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓可大幅度提高底泥的固結(jié)沉降量，體積壓縮約為常規(guī)真空預(yù)壓的3倍。針對(duì)A、B單元而言，初始階段A單元沉降速率大于B單元，但隨著沉降的進(jìn)行，二者最終沉降差逐漸減小，反映在試驗(yàn)前期為較小的排水板間距可實(shí)現(xiàn)土體的快速固結(jié)沉降，但受排水板有效排水半徑的影響，最終的脫水固結(jié)效果相差較小，絕大多數(shù)研究者認(rèn)為當(dāng)排水板間距小于0.7 m時(shí)，排水板間距將不再影響底泥的固結(jié)沉降[27]。因此，在排水板有效排水半徑范圍內(nèi)，排水板間距大小對(duì)底泥最終的脫水效果基本無(wú)影響，排水板有效半徑主要受兩種因素影響，一是排水板自身的性能，包括排水板板芯和濾膜的物理力學(xué)性能[28]，其次是土體的成分、結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)等[29]。

圖6 現(xiàn)場(chǎng)處理照片F(xiàn)ig.6 Site processing photos

圖7 增溫加熱區(qū)與真空預(yù)壓區(qū)累計(jì)沉降曲線Fig.7 Cumulative settlement curve of heating zone and vacuum preloading zone

3.3 不均勻沉降

增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓技術(shù)脫水后的淤泥出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象（圖8），底泥表面整體呈凹凸不平狀，主要表現(xiàn)為以增溫裝置地表投影為沉降中心，距離越遠(yuǎn)沉降量越小，由于A單元北邊緣2個(gè)增溫裝置和B單元中部1個(gè)增溫裝置失效，該點(diǎn)位底泥頂面表現(xiàn)為明顯的凸起，其他地區(qū)仍呈凹凸不平狀。如何減小或消除增溫加熱技術(shù)產(chǎn)生的差異沉降，需要進(jìn)一步研究，從真空預(yù)壓和電滲真空預(yù)壓消除不均勻沉降的研究成果來(lái)看，可從改變?cè)鰷匮b置的布設(shè)形式、埋設(shè)深度、增溫間歇時(shí)間、高低溫循環(huán)加熱等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖8 增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓區(qū)底泥頂面高程三維圖Fig.8 Three dimensional elevation of sediment top surface in heating and vacuum preloading area

3.4 孔隙水壓力

在A、B單元深2，4 m處分別埋設(shè)孔隙水壓力監(jiān)測(cè)儀，根據(jù)孔隙水壓力變化曲線（圖9）可知，8月11日開(kāi)始滿載抽真空，8月20日未增溫之前，由于覆水影響，孔隙水壓力有所增大，但隨著真空壓力向下傳遞，孔隙水壓力逐漸減小，但減小速率較為緩慢，而A單元4 m深處的孔隙水壓力從開(kāi)始便急劇減小，其原因可能是距離排水板較近，導(dǎo)致孔隙水壓力變化異常。

圖9 A、B單元不同深度孔隙水壓力變化曲線Fig.9 Variation curves of pore water pressure at different depths of units A and B

開(kāi)始增溫之前，相同深度下A單元的孔隙水壓力小于B單元的孔隙水壓力，主要是因?yàn)锳單元排水板間距小于B單元，A單元排水板間距較小，真空壓力傳遞較快，孔隙水壓力較小。8月20日開(kāi)始增溫，增溫后孔隙水壓力有所增大，主要是因?yàn)樵鰷貙?dǎo)致水分子動(dòng)能增加，液態(tài)水汽化，孔隙擴(kuò)張，孔隙水壓力有所增大，隨著孔隙水被排出，孔隙水壓力消散速率和幅度明顯增加。B單元4 m深處由于溫度較高，孔隙水壓力消散更快，因此，溫度升高有利于孔隙水消散，加快了土體的脫水固結(jié)。當(dāng)停止增溫后，孔隙水壓力出現(xiàn)明顯的回彈，2 m深處的孔隙水壓力回彈了17.4 kPa，4 m深處的孔隙水壓力回彈了34.6 kPa，反映孔隙水壓力對(duì)溫度變化具有較高的敏感性，且溫度越高回彈量越大，因此，在停止增溫之前，應(yīng)采用逐級(jí)降溫的方法，防止孔隙水壓力過(guò)渡回彈而引起的殘余沉降量過(guò)大。

3.5 試驗(yàn)后底泥指標(biāo)變化

處理后的底泥物理力學(xué)性質(zhì)如表2所示，常規(guī)真空預(yù)壓處理后的底泥含水率為53.20%，增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓技術(shù)處理后的底泥含水率為34.59%，含水率明顯降低，較常規(guī)真空預(yù)壓降低了18.6%。同時(shí)，由于A單元排水板間距較小，底泥固結(jié)效果較好，其密度有所增大，孔隙比有所減小。經(jīng)常規(guī)真空預(yù)壓處理后的底泥呈軟塑狀，而經(jīng)增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓技術(shù)處理后的底泥呈可塑狀。

表2 處理后底泥物理力學(xué)性質(zhì)表Table 2 Physical and mechanical properties of treated sediment

十字板抗剪強(qiáng)度是評(píng)價(jià)底泥處理效果的重要指標(biāo)（圖10），常規(guī)真空預(yù)壓處理后的底泥抗剪強(qiáng)度隨深度增加而減小，整體抗剪強(qiáng)度為13.23 kPa，而經(jīng)增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓處理后的底泥，受增溫效果的影響，整體抗剪強(qiáng)度為29.57 kPa，較常規(guī)真空預(yù)壓增長(zhǎng)了2.2倍。增溫裝置埋深約為4 m，受底部增溫效果的影響，4 m深處的底泥抗剪強(qiáng)度大于頂面底泥抗剪強(qiáng)度，反映底泥抗剪強(qiáng)度隨溫度升高增長(zhǎng)較大；同時(shí)，受增溫裝置有效半徑影響，距離增溫裝置越近，溫度相對(duì)越高，底泥脫水固結(jié)效果越好，抗剪強(qiáng)度越大。當(dāng)距離增溫裝置在2 m左右時(shí)，底泥抗剪強(qiáng)度曲線出現(xiàn)明顯的拐點(diǎn)，即：抗剪強(qiáng)度隨深度增加而減小的規(guī)律變?yōu)榫嘣鰷丶訜嵫b置越近抗剪強(qiáng)度越大的特點(diǎn)。因此，受真空度隨深度遞減與增溫加熱作用的耦合影響，底泥抗剪強(qiáng)度整體表現(xiàn)為上下大、中間小的特征。除此之外，由于A單元排水板間距較小，同等深度下，底泥抗剪強(qiáng)度略大于B單元。

圖10 十字板抗剪強(qiáng)度隨深度變化曲線Fig.10 Variation curve of vane shear strength with depth

3.6 固結(jié)度

固結(jié)度表示土的固結(jié)程度，是地基處理效果的重要檢測(cè)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)束后，依據(jù)《吹填土地基處理技術(shù)規(guī)范》（GB/T 51064—2015）計(jì)算底泥的固結(jié)度。

式中：St——滿載t時(shí)刻的實(shí)測(cè)沉降量/mm；

S0——滿載開(kāi)始時(shí)的實(shí)測(cè)沉降量/mm；

t——從滿載時(shí)刻算起的預(yù)壓時(shí)間/s；

S∞——最終沉降量/mm；

α、β——計(jì)算參數(shù)，根據(jù)實(shí)測(cè)資料確定（圖11）。

圖11 α、β值確定示意圖Fig.11 Determine α, β schematic diagram of values

因此，固結(jié)度計(jì)算可根據(jù)：

式中：——固結(jié)度/%。

如表3可知，A單元最終固結(jié)度為85.4%，B單元最終固結(jié)度為83.3%，A單元底泥固結(jié)度略大于B單元，主要是因?yàn)锳單元排水板間距小于B單元所致。

表3 A、B單元固結(jié)度計(jì)算表Table 3 A and B unit consolidation degree calculation table

3.7 增溫裝置的有效半徑

為了厘定增溫裝置的有效半徑，現(xiàn)以增溫裝置為中心，向下和向外進(jìn)行鉆孔取樣，取樣間距為1 m，測(cè)定土體含水率變化規(guī)律（圖12），在橫向上，距離增溫裝置越遠(yuǎn)，土體含水率越大，當(dāng)距離超過(guò)2 m時(shí)，含水率隨距離變化曲線呈水平狀，變化較??；在縱向上，土體含水率變化特征與橫向上基本一致。因此，從土體含水率變化規(guī)律可知，增溫裝置的有效半徑約為2 m。

圖12 含水率與深度（距離）變化曲線Fig.12 Variation curve of water content and depth (distance)

從沉降量上來(lái)看，以增溫裝置地表投影為中心（A點(diǎn)和B點(diǎn)），統(tǒng)計(jì)A、B點(diǎn)半徑差為1 m的圓或圓弧內(nèi)的高程變化規(guī)律（圖13），各圓或圓環(huán)內(nèi)高程變化如表4所示。統(tǒng)計(jì)各圓內(nèi)高程與增溫裝置距離變化關(guān)系，如圖14所示，距離增溫裝置越遠(yuǎn)，地表高程越大，當(dāng)距離超過(guò)3 m時(shí)，地表高程變化曲線呈水平狀，地勢(shì)相對(duì)平緩。因此，從沉降量來(lái)看，增溫裝置的有效半徑約3 m。

圖14 距增溫裝置地表投影中心高程變化曲線Fig.14 Elevation change curve from surface projection center of temperature increasing device

表4 增溫中心不同距離點(diǎn)高程Table 4 Elevation of points at different distances from the heating center

圖13 標(biāo)高測(cè)量點(diǎn)示意圖Fig.13 Schematic diagram of elevation measuring points

綜上所述，從底泥含水率、地表高程與增溫裝置的距離變化規(guī)律可知，該增溫裝置的有效半徑為2～3 m，由此可知，單個(gè)增溫裝置的有效加固深度約為3 m。而在一定的深度范圍內(nèi)，根據(jù)增溫裝置的有效半徑進(jìn)行埋設(shè)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和加熱溫度以及熱傳導(dǎo)作用受底泥厚度變化影響較小，其有效加固深度受真空預(yù)壓有效加固深度的影響較大，以往絕大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為真空預(yù)壓的有效加固深度一般為10 m[30]，但隨著真空預(yù)壓理論的完善和排水板新材料的研發(fā)，許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)真空預(yù)壓的加固深度可達(dá)20 m[31]，甚至是25 m左右[32]。但隨著加固厚度的增大，底泥將產(chǎn)生較大的沉降，對(duì)增溫裝置的導(dǎo)線傳輸技術(shù)要求較高，其有效加固深度需要進(jìn)一步的研究和驗(yàn)證。

4 結(jié)論

（1）從增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓理論出發(fā)，闡述了溫度和壓力對(duì)土中水、土體滲透性、土的壓縮性和排水通道的影響，為增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓技術(shù)在底泥排水固結(jié)應(yīng)用中提供理論支持。

（2）增溫加熱聯(lián)合真空預(yù)壓技術(shù)相對(duì)常規(guī)真空預(yù)壓，處理周期縮短為61 d，沉降量明顯增加，體積壓縮是常規(guī)真空預(yù)壓的3倍，底泥含水率為34.59%，較常規(guī)真空預(yù)壓降低了約18.61%，抗剪強(qiáng)度增長(zhǎng)了2.2倍，固結(jié)度可達(dá)83.3%～85.4%，但也存在不均勻沉降量現(xiàn)象，其影響因素有待進(jìn)一步研究。

（3）根據(jù)飽和土的有效應(yīng)力理論，孔隙水消散，有效應(yīng)力增加，在真空負(fù)壓環(huán)境下，孔隙水壓消散速率對(duì)溫度具有較高的敏感性，溫度越高，孔隙水壓消散的越快。同樣，停止增溫加熱時(shí)，孔隙水壓力產(chǎn)生回彈，溫度越高，回彈量越大。

（4）根據(jù)本次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，初步厘定了該增溫裝置的有效半徑為2～3m，為后期工程應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)。