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天津滨海软土工程特性及工后沉降预测

作　者: 孙明乾
导　师: 王清
学　校: 吉林大学
专　业: 岩土工程
关键词: 围海造陆 微观结构 工程地质分区 沉降预测 工程地质特性
分类号: TU447
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


由于天津滨海新区围海造陆区软土工程地质特性决定该地区稳定性较差，围海造陆进一步加剧了地面沉降发生，使得滨海新区地面沉降危害严重。因此，及时解决在大面积围海造陆工程中工后地面沉降问题，对于防治环境地质问题是十分必要的。研究主要以天津滨海新区中心渔港及轻纺工业园为研究地域，拟采取理论分析与试验成果相结合，微观特征研究与宏观力学行为相结合，定性分析与定量统计分析相结合，室内试验与现场勘查相结合的工作方法，在缺乏长期监测资料情况下，揭示围海造陆施工后的地基土固结沉降变化规律，为建立理论模型预测地表长期沉降提供依据。1.吹填土的工程地质性质受土体的物质组成和微观结构综合影响，由于取样、制样难等因素，微观结构在以往的研究中涉及较少。以天津滨海新区吹填土为研究对象，用X射线衍射分析方法确定吹填土中的矿物成分，并结合扫描电子显微镜微观结构照片，利用WD-5图像处理系统对土体的微观结构作定量分析，讨论两种不同加固处理方法下天津滨海新区吹填土结构单元体、孔隙的大小，丰度和定向频率等评价指标的变化情况，可为评价吹填土的工程地质性质提供一定的理论依据。试验分析表明：经过排水处理后，孔隙率变小，土中结构单元体从较为松散的状态转变为团聚状态，孔隙也随之进行调整，孔隙数量减少，定向性逐渐不明显，土体固结程度变高。2.在缺乏长期监测资料情况下，利用数值模拟计算，将土体固结计算问题进行简化，实现对于较大区域地面沉降的大规模快速计算，对研究场地进行工程地质分区，对区域沉降做出精确定量分析，为沉降预测提供依据。通过对中心渔港上层土层进行分区，根据不同亚区、不同深度的淤泥质土层的工程地质性质的对比，可得出地基固结沉降产生变形的深度是有限的，并分析出不同工法的固结排水影响范围大致为8~10m。通过计算沉降深度可以得出，中心渔港进行真空预压处理后工后沉降会有所减小，沉降主要发生在浅部土层，下部土层的孔压在很长时间内始终比较高，难以消散。也就是说，通常地基中总是积累了一定的超静孔压。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 前言  10-19
  1.1 研究意义和目的  10-13
  1.2 天津滨海软土研究现状  13-17
  1.3 主要研究内容及技术路线  17-19
第二章 工程概况  19-26
  2.1 概述  19
  2.2 中心渔港  19-22
  2.3 轻纺经济区  22-26
第三章 天津滨海软土物理化学性质  26-37
  3.1 基本物理性质  26-32
    3.1.1 试验原理  26-27
    3.1.2 试验目的  27
    3.1.3 试验结果分析  27-32
  3.2 研究区地基土易溶盐和 pH 值变化规律  32-34
    3.2.1 试验原理  32
    3.2.2 试验目的  32
    3.2.3 试验结果分析  32-34
  3.3 研究区地基土的阳离子交换特性  34-36
    3.3.1 试验原理  34
    3.3.2 试验目的  34
    3.3.3 试验结果分析  34-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章 天津滨海软土物质组成  37-43
  4.1 粒度成分  37-39
    4.1.1 试验原理  37
    4.1.2 试验目的  37
    4.1.3 试验结果分析  37-39
  4.2 矿物成分  39-42
    4.2.1 试验原理  39-40
    4.2.2 试验目的  40-41
    4.2.3 试验结果分析  41-42
  4.3 本章小结  42-43
第五章 天津滨海软土的微观结构特征  43-68
  5.1 微观结构的研究方法  43-44
  5.2 样品制备方法  44
  5.3 研究区比表面积特性  44-47
    5.3.1 试验原理  44-45
    5.3.2 试验目的  45
    5.3.3 试验结果分析  45-47
  5.4 研究区地基土的孔隙特性  47-53
    5.4.1 压汞试验原理  47-48
    5.4.2 中心渔港孔隙特性分析与评价  48-52
    5.4.3 轻纺经济区土样孔隙特性分析与评价  52-53
  5.5 微观结构（SEM）特征研究  53-66
    5.5.1 试验原理及目的  53-54
    5.5.2 中心渔港土样微结构特征研究  54-61
    5.5.3 轻纺经济区微观结构特征研究  61-66
  5.6 本章小结  66-68
第六章 研究区域工程地质分区  68-81
  6.1 工程地质分区原则  68-70
    6.1.1 求取各指标的加权平均值  68-69
    6.1.2 将各指标归一化  69
    6.1.3 求取评价指标 y  69
    6.1.4 绘制等值线  69-70
  6.2 中心渔工程地质分区  70-71
    6.2.1 上部Ⅰ段分区  70-71
    6.2.2 下部Ⅱ段分区  71
  6.3 轻纺经济区工程地质分区  71-80
    6.3.1 上部Ⅰ段分区  71
    6.3.2 下部Ⅱ段分区  71-80
  6.4 本章小结  80-81
第七章 研究区域沉降预测  81-98
  7.1 沉降计算的差分方法  81-87
    7.1.1 无竖向排水体的一维固结计算方法  81-82
    7.1.2 有竖向排水体的二维计算方法  82-84
    7.1.3 有竖向排水体的一维简化计算方法  84-86
    7.1.4 计算算例  86-87
  7.2 地面沉降深度预测  87-97
    7.2.1 主要计算内容  87-88
    7.2.2 典型钻孔计算结果  88-90
    7.2.3 区域沉降计算结果  90-97
  7.3 本章小结  97-98
第八章 结论  98-100
参考文献  100-105
致谢  105-106
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果  106

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 各类型土与地基 > 软土与地基
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