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滨海上覆吹填砂软土地基沉降预测及加固效果分析

作　者: 王建东
导　师: 陈秋南
学　校: 湖南科技大学
专　业: 土木工程
关键词: 软土地基吹填砂泊松曲线法加固效果数值模拟 FLAC3D
分类号: TU447
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 49次
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内容摘要

软土广泛分布在珠江三角洲地区,其工程性质差,孔隙比大、含水量高、强度低。软土地基承载力低,易于变形,在工程建设中难以满足工程需求,必须进行加固处理。实践证明,利用沿海地区丰富的泥沙资源用进行工程建设和软基处理是一种经济有效、方便快捷的方式。本文基于东莞市虎门港沙田港区（7、8#码头）二期工程堆载预压软基处理工程,运用FLAC^3D软件进行软基的固结沉降模拟,在前人工作的基础上,通过现场监测、理论研究、数值模拟等手段主要进行了以下几方面的工作:1、首先介绍了几类常用的软基沉降预测方法和数值计算方法,并研究了袋装砂井的固结机理和特点;2、对依托工程试验段的工程概况、设计方案、监测方案进行说明,通过对各种监测数据和相关资料进行系统分析研究,揭示了上覆吹填砂软土地基在吹填砂作用下竖向沉降及土体水平位移的发展趋势、孔隙水压力的分布规律;并结合室内试验和现场十字板剪切试验评价试验区的加固效果,总结一些影响软土地基加固效果的因素;3、根据实测沉降数据,分别采用双曲线拟合法、指数曲线拟合法、Asaoka法以及改进泊松曲线模型对试验区分级加载下沉降进行了预测计算,并将几种方法的计算结果进行对比分析,总结出本文改进的方法更适用于上覆吹填砂软土地基沉降预测的结论,为类似工程提供依据和可借鉴经验。4、通过砂井的简化方法和建立砂井的三维实体单元两种建模方式,利用FLAC^3D软件对试验区进行固结沉降计算,并将数值模拟结果与沉降监测数据相比较,发现软件模拟计算的结果与现场实测值吻合较好,验证了模型计算的准确性和实用性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 选题的背景和意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-14
    1.2.1 软土地基沉降预测方法研究现状  10-12
    1.2.2 分级加载条件下全过程沉降预测方法研究现状  12-13
    1.2.3 砂井地基数值计算方法研究现状  13-14
    1.2.4 目前存在的问题  14
  1.3 本文的主要工作  14-16
第二章堆载预压排水固结法加固软土地基机理  16-24
  2.1 预压排水固结法的原理  16-17
    2.1.1 加压系统原理分析  16
    2.1.2 排水系统原理分析  16-17
  2.2 砂井固结理论  17-23
    2.2.1 理想砂井排水固结  17-20
    2.2.2 非理想砂井排水固结  20-21
    2.2.3 考虑分级加载时的排水固结  21-23
  2.3 本章小结  23-24
第三章软土地基处置过程试验研究  24-42
  3.1 工程简介  24-28
    3.1.1 工程概况及施工工序  24-26
    3.1.2 区域地质概况  26
    3.1.3 地层概况  26-28
    3.1.4 水文地质条件  28
  3.2 软基加固试验内容概述  28-33
    3.2.1 现场试验内容概述  28-30
    3.2.3 室内试验与原位测试方法  30-32
    3.2.4 试验区的施工进度  32-33
  3.3 试验结果分析  33-40
    3.3.1 实测沉降结果分析  33-34
    3.3.2 实测分层沉降结果分析  34-35
    3.3.3 实测孔隙水压力结果分析  35-36
    3.3.4 实测深层水平位移结果分析  36
    3.3.5 室内土工试验结果分析  36-40
  3.4 本章小结  40-42
第四章上覆吹填砂软土地基固结计算及效果评价  42-62
  4.1 最终沉降量的预测  42-55
    4.1.1 双曲线法  42-45
    4.1.2 指数曲线法  45-46
    4.1.3 Asaoka 法  46-49
    4.1.4 泊松曲线法  49-51
    4.1.5 基于泊松曲线法预测分级加载条件下全过程地基沉降量  51-54
    4.1.6 各模型预测结果与实测值的对比分析  54-55
  4.2 固结度的计算  55-58
    4.2.1 应力法计算固结度  56-57
    4.2.2 应变法计算固结度  57-58
    4.2.3 应力法、应变法计算固结度的关系  58
  4.3 加固效果评价  58-61
    4.3.1 软弱土层的固结度分析  59
    4.3.2 加固前后软弱土层的室内试验分析  59
    4.3.3 加固前后现场十字板剪切和标贯试验  59-60
    4.3.4 影响软土地基加固效果的因素分析  60-61
  4.4 本章小结  61-62
第五章堆载预压固结过程数值模拟  62-76
  5.1 等效成天然层状地基理论  62-64
    5.1.1 单层砂井的地基简化  62-63
    5.1.2 多层砂井的地基简化  63-64
    5.1.3 等效成天然层状地基理论的特点  64
  5.2 FLAC3D 简介  64-68
    5.2.1 FLAC3D 的特点  65
    5.2.2 Mohr-Coulomb 弹塑性模型  65-66
    5.2.3 FLAC3D 所依据的固结理论  66-67
    5.2.4 FLAC3D 流固耦合计算的特点  67-68
  5.3 FLAC3D 数值模拟模型的建立  68-71
    5.3.1 模型的建立  68-69
    5.3.2 计算参数的选取  69-71
  5.4 计算结果分析  71-75
    5.4.1 沉降计算分析  71-72
    5.4.2 孔隙水压力分析  72-74
    5.4.3 深层水平位移分析  74-75
  5.5 本章小结  75-76
第六章结论与展望  76-78
  6.1 本文的主要结论  76-77
  6.2 展望  77-78
参考文献  78-82
致谢  82-84
附录（攻读硕士学位期间发表的论文及参与的课题）  84

滨海上覆吹填砂软土地基沉降预测及加固效果分析

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