真空-堆载联合预压加固软土地基的应用研究及数值模拟

摘要

本文在前人的研究基础之上，依托真空－堆载联合预压地基处理工程实践，通过现场监测数据分析，研究了真空－堆载联合预压法的土体变形及加固效果，同时采用有限元方法对影响土体变形的影响因素进行了探讨。主要研究内容及成果如下： ⑴通过搜集国内外有关真空－堆载联合预压法研究资料，深入分析了真空－堆载联合预压法的加固机理、变形特征、及固结理论。 ⑵结合工程实例，对真空－堆载联合预压技术处理地基进行了现场测试研究，分析了真空－堆载联合预压下的地表沉降、土体侧向位移、土体分层沉降、土体中孔隙水压力、密封膜下砂挚层真空度、排水板中真空度及土体真空度；通过土体室内实验、静力触探、十字板剪切试验等地基检测方法对地基加固效果进行了评价。 ⑶以Biot固结理论为基础，采用ABAQUS大型有限元程序进行了实际工程的数值模拟，对影响土体变形的真空度、排水板打设深度、排水板间距、排水板渗透系数、堆载等因素进行了一定的研究，得出了有效的土体变形规律。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2真空—堆载联合预压法研究现状

1.2.1真空堆载加固机理的研究现状

1.2.2真空堆载计算理论的研究现状

1.3问题的提出

1.4本文所做的工作

第二章真空—堆载联合预压法的固结机理

2.1固结渗流的基本概念

2.2堆载预压的固结机理及特征

2.3真空预压的固结机理及特征

2.4真空堆载的联合加固机理

2.4.1真空—堆载联合预压地基加固特征

2.4.2侧向挤出变形与向内收缩变形互向抵消

2.4.3塑料排水板的作用

2.5本章小结

第三章真空—堆载联合预压的固结理论

3.1太沙基固结方程

3.1.1太沙基—维固结理论

3.1.2太沙基多维固结微分方程

3.1.3轴对称固结巴隆解析解

3.2比奥固结理论

3.3比奥固结理论有限元法

3.3.1平衡方程

3.3.2连续方程

3.4本章小结

第四章真空—堆载联合预压的现场监测成果分析

4.1工程概况

4.1.1工程土层分布

4.1.2水文地质条件

4.1.3工程施工工艺

4.1.4现场试验监测方案

4.1.5加固效果监测方案

4.2真空—堆载联合预压监测成果

4.2.1膜内真空度的监测成果

4.2.2塑料排水板真空度监测成果

4.2.3土体真空度的监测成果

4.2.4孔隙水压力的监测成果

4.2.5地下水位的监测成果

4.2.6地表沉降的监测

4.2.7分层沉降的监测

4.2.8土体水平位移的监测成果

4.3加固效果检验

4.3.1地表沉降特征

4.3.2加固前后土体室内实验物理力学指标的变化分析

4.3.3加固前后土体强度的变化分析

4.3.4加固深度的分析

4.4本章小结

第五章真空—堆载联合预压法有限元实例分析与参数研究

5.1ABAQUS有限元程序软件的介绍

5.1.1 ABAQUS模块介绍

5.1.2 CAE特征及功能介绍

5.1.3 ABAQUS分析范围及在岩土领域的应用

5.1.4 ABAQUS用于岩土工程问题的特殊单元

5.2软土地基固结弹塑性有限元分析

5.2.1概述

5.2.2基本假定

5.2.3塑料排水板参数的设置

5.2.4模型建立

5.2.5沉降结算结果

5.2.6水平位移计算结果

5.2.7砂井排水效果

5.2.8结论

5.3真空—堆载联合预压法变形影响因素分析

5.3.1膜下真空度的影响

5.3.2塑料排水板的影响

5.3.3堆载的影响

5.4本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢