黄河下游淤筑体固结及处理技术研究

摘要

黄河下游滩区避水村台在淤筑施工建设中虽然考虑了排水问题，但由于淤积规模较大、土体含水量较高、土层较厚等因素导致排水不畅，引起土体固结速度缓慢，土体强度达不到建设要求，不良地基严重影响了村民的搬迁，从而降低了工程效益。
　　淤积土为特殊土质，国内外涉及淤积土工程特性的研究较少，特别是对其固结特性的研究就更加缺乏，目前大多数研究是针对软土特性展开的。因此，研究淤积土工程特性，改善土体固结排水条件，发挥其工程效益至关重要。本文以淤积土为研究对象，针对其工程地质特性开展以下研究。
　　(1)通过对黄河下游淤筑体施工、设计、监测资料的搜集，结合室内试验成果进行对比分析，总结淤筑体土层的分布特征、固结特性、空间变异性以及物理力学参数随深度的变化规律。
　　(2)分析了淤积土固结系数随深度变化规律，并针对不同的淤筑阶段对淤筑体的固结沉降开展了计算机仿真分析。
　　(3)借鉴饱和软土的固结排水理论和地基沉降计算方法，基于土体基本物性参数及固结特性，对村台淤筑体的固结过程进行数值模拟分析，得到了较为合理的淤积预留高度；并提出了堆载预压和塑料排水板堆载预压两种村台淤筑体固结处理方案，通过对两种处理方案的模拟分析，得出了可加速固结过程的最优方案。
　　通过研究得出一些具有工程实用价值的结论。主要结论如下：
　　(1)黄河下游村台淤积土体为高含水量、低渗透性、中压缩性、欠固结土；土体统计参数未出现异常变化；固结系数随深度和荷载均有较大增加，荷载为200kPa时村台淤筑区瞬时沉降较为剧烈。
　　(2)村台淤筑区在淤筑100天后沉降量达到最大，最大沉降量为504mm，主固结沉降量为350mm，土体固结度在32％～42％之间。
　　(3)塑料排水板堆载预压为加速淤积土固结的最优处理方案。
　　(4)数值计算结果表明：从天然淤积沉降和建筑物自身沉降两方面考虑，如果村台淤筑后达不到设计标高，在淤筑时必须预留一定的高度。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 本文研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

2 黄河下游淤筑体地基土工程性质

2.1 黄河下游滩区村台淤筑土体工程性质

2.1.1 地形、地貌概述

2.1.2 地层分布特征

2.1.3 土层物理力学参数随深度变化规律

2.2 黄河下游大堤淤筑体工程岩土体工程性质

2.2.1 地形、地貌概述

2.2.2 地层分布特征

2.2.3 土层物理力学参数随深度变化规律

2.3 黄河下游淤筑土体土工参数统计分析

2.3.1 土工参数统计特征研究

2.3.2 土工参数空间变异性研究

2.4 本章小结

3 黄河下游淤筑体固结系数特性研究

3.1 固结系数研究的发展现状

3.2 黄河下游滩区村台室内试验固结系数变化规律研究

3.2.1 固结系数与深度的关系

3.2.2 沉降与时间的关系

3.2.3 固结系数与压力的关系

3.3 黄河下游大堤淤筑体工程固结系数变化规律研究

3.3.1 固结系数与深度的关系

3.3.2 沉降与时间的关系

3.3.3 固结系数与压力的关系

3.4 本章小结

4 软土地基沉降计算和固结排水理论研究

4.1 地基沉降计算方法

4.1.1 主固结沉降计算

4.1.2 瞬时沉降计算

4.1.3 次固结沉降计算

4.1.4 总沉降量计算

4.2 固结排水理论研究

4.2.1 固结排水原理

4.2.2 固结排水的计算

4.2.3 饱和软土地基处理方法

4.2.4 排水系统设计

4.3 本章小结

5 黄河下游淤筑体固结变形数值分析

5.1 Settle 3D程序简介

5.2 黄河下游滩区村台淤筑过程模拟

5.2.1 计算模型

5.2.2 计算参数取值

5.2.3 分析工况

5.3 淤筑过程固结特性分析

5.3.1 监测线1沉降分析

5.3.2 监测点1固结分析

5.4 本章小结

6 黄河下游淤筑体地基处理效果分析

6.1 堆载预压法处理

6.1.1 沉降规律分析

6.1.2 固结度变化规律

6.1.3 孔隙比变化规律

6.2 堆载预压+塑料排水板处理

6.2.1 沉降规律分析

6.2.2 固结度变化规律

6.2.3 孔隙比变化规律

6.3 两种处理方法对比分析

6.4 本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

攻读硕士期间发表的学术论文及参加的研究项目

致谢

参考文献