黑龙江季冻区湿地软土地基固结沉降及强度分析

摘要

湿地软土作为一种特殊土地基，具有压缩性高、孔隙比大、抗剪强度低等不良特性，对在此类地基上建造的各类建构筑物带来巨大的安全隐患。本论文通过对黑龙江省季冻区湿地软土进行调研并采集土样，结合室内物理、化学、力学试验，测得各地软土的基本性质指标。并重点进行室内三轴试验、固结压缩试验，研究不同冻融循环次数、不同含盐类型以及不同含盐量条件下的软土抗剪强度指标、固结特性规律。通过PLAXIS有限元计算软件模拟了不同工况软基处理措施对软基沉降带来的影响。主要研究内容如下:
　　1)对黑龙江省哈尔滨市、大庆市、齐齐哈尔市三地湿地软土分布情况进行调研。通过室内物理、化学、力学试验测定软土的基本物理、力学性质指标、含盐量及有机质含量等，并进行对比分析。
　　2)通过对哈尔滨市地区湿地软土进行室内三轴试验，研究不同冻融循环次数、不同含盐类型以及不同含盐量条件下的软土抗剪强度规律，分析各因素不同水平对软土抗剪强度指标c、ψ值的影响，并结合微观分析进行了合理解释。
　　3)通过室内固结压缩试验采集数据，绘制各因素、水平下沉降量与时间的d～t关系曲线、e～P关系曲线、Cv～P关系曲线，以及各因素不同水平与沉降量d的关系曲线，分析了室内固结沉降与冻融循环次数、含盐类型及含盐量的关系，并通过Origin软件拟合e～P回归方程，经一维固结理论分析讨论，验证回归方程拟合良好。
　　4)应用PLAXIS有限元计算软件对软基不排水处理、塑料排水板处理、CFG桩处理三种工况下的软基固结沉降进行数值模拟分析，对比不同条件下软基沉降量大小以及超静孔压力与固结时间的关系曲线，从而评价不同软基处理措施的效果。

目录

摘要

1 绪论

1．1 论文选题的目的与意义

1．2 国内外相关研究现状及发展趋势

1．2．1 软土工程性质的研究现状及分析

1．2．2 软土固结理论研究现状及分析

1．2．3 软基沉降计算及处理方法研究现状及分析

1．3 本文研究的主要内容

1．4 本文的技术路线

2 季冻区湿地软土调研及物理化学性质分析

2．1 东北季冻区湿地软土调研

2．1．1 哈尔滨市湿地软土调研情况

2．1．2 齐齐哈尔市湿地软土调研情况

2．1．3 大庆市湿地软土调研情况

2．2 湿地软土物理性质分析

2．3 湿地软土化学性质分析

2．4 本章小结

3 湿地软土强度特性试验研究

3．1 土的抗剪强度理论

3．2 土样性质及试件制备

3．3 试验方案

3．3．1 冻融试验方案

3．3．2 含盐量试验方案

3．3．3 三轴试验方案

3．4 三轴试验结果分析

3．4．1 冻融循环作用对软土强度特性试验分析

3．4．2 盐分对软土强度特性试验分析

3．5 本章小结

4 湿地软土固结特性试验研究

4．1 软土固结试验方案

4．1．1 试验仪器

4．1．2 试件制备

4．1．3 试验方案

4．2 冻融循环作用对软土固结特性影响分析

4．2．2 不同冻融循环次数下试样的e-P中关系曲线

4．2．3 不同冻融循环次数下试样的Es~P关系曲线

4．2．4 不同冻融循环次数下试样的Cv~P关系曲线

4．3 盐分对软土固结特性影响分析

4．3．1 不同盐分条件下试样的沉降曲线

4．3．2 不同盐分条件下试样的e~lgP曲线

4．3．3 不同盐分条件下试样的Es~P曲线

4．4 本章小结

5 湿地软土路基处理PLAXIS软件有限元模拟

5．1．1 基本理论

5．1．2 材料模型

5．2 路基软土数值模拟

5．2．1 计算模型及参数

5．2．2 计算结果分析

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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