填海造地道路地基处理工程中的软基沉降监测及预测分析

摘要

软土在填海造地工程中分布广泛，具有含水量高，强度低，孔隙比大，地基承载力低，易于变形等特性。在软土地基上修建道路难以满足工程要求，潜在的地基沉降会威胁道路的施工和使用。因此对道路地基进行沉降监测，并以监测成果指导道路地基处理有着重大的工程意义。本文在分析总结现有的相关研究成果的基础上，依据妈祖城核心区道路地基处理的现场沉降监测数据，利用经验分析和数值模拟的方法对道路地基的沉降进行预测、计算和对比分析。
　　本研究主要内容包括：⑴在总结分析地基沉降监测、预测、理论计算和数值模拟的研究现状的基础上，结合道路地基的沉降规律，对沉降监测方法、软土地基沉降预测原理和地基沉降的各种计算方法进行了探讨。⑵结合研究区的工程概况、现场地质水文、自然条件和道路软土地基处理资料，详细的论述了道路软土地基沉降监测的现场布置和操作方案;对软土地基的现场实测沉降数据进行处理并以非线性曲线的形式进行表达。⑶经验分析方法都选取实测数据进行沉降预测，各方法的工程适用性不同。根据堆载预压阶段的实测沉降数据，分别采用了双曲线法、三点法、G(1，1)灰色预测模型和Asaoka法进行了道路软土地基沉降预测，并将几种方法的预测结果与实测沉降对比分析，得出结论，三点法、双曲线法和灰色理论法对插打排水板堆载预压处理的软土地基沉降预测具有较好的适用性。⑷采用简化方法建立道路软土地基三维模型，利用FLAC3D软件进行了地基沉降数值模拟分析，得出模拟沉降与时间发展的关系曲线。将数值模拟结果与经验分析预测沉降、实测沉降进行比较，发现数值模拟方法可以很好的模拟分级加载施工过程中的道路地基沉降发展规律。⑸对插打排水板堆载预压处理的道路软土地基进行孔隙水压力消散过程数值模拟分析，结果表明，随着填土高度的增加，软土地基孔隙水压力消散加快;越往地基深处，孔压消散越慢。孔隙水的排出，使得地基土层的固结加快。⑹根据数值模拟分析结果、实测沉降数据和预测沉降成果，结合道路软土地基的处理过程，分析表明，影响地基沉降的因素有土体的固结系数、渗透系数、土层压缩性以及排水板的布置等;在施工过程中，填土高度作为外部荷载在增加的过程中会加大地基沉降量，加载速率过大不利于软土地基的稳定，竖向排水可以加快软土地基固结。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 地基沉降监测研究现状

1．2．2 地基沉降预测研究现状

1．2．3 理论计算地基沉降的研究现状

1．2．4 数值方法模拟地基沉降的研究现状

1．3 本文的主要内容

2 填海造地道路地基处理工程中的软基沉降监测

2．1 工程背景

2．1．1 地形地貌

2．1．2 工程地质

2．1．3 现场自然条件

2．2 道路软土地基处理

2．2．1 道路地基的处理措施

2．2．2 道路地基结构形式

2．3 道路软土地基沉降监测

2．3．1 监测目的和意义

2．3．2 监测布点

2．3．3 监测频率

2．3．4 监测方法

2．2．5 监测要点

2．2．6 沉降数据处理

2．4 沉降监测成果分析

2．5 本章小结

3 填海造地道路软土地基沉降预测分析

3．1 预测方法

3．1．1 双曲线法

3．1．2 三点法

3．1．3 GM(1，1)灰色预测模型

3．1．4 Asaoka法

3．1．5 星野法

3．1．6 泊松曲线法

3．2 沉降预测

3．2．1 双曲线法预测

3．2．2 三点法预测

3．2．3 GM(1，1)灰色模型预测

3．3 各种预测方法预测结果对比分析

3．3．1 双曲线法选取不同拐点时沉降预测对比分析

3．3．2 三点法选取不同时间间隔时的沉降预测对比分析

3．3．3 灰色理论方法选取不同数据组数时的沉降预测对比分析

3．3．4 各种预测方法综合对比分析

3．4 最终沉降量预测

3．5 本章小结

4 软土地基沉降的数值模拟分析

4．1 饱和土体比奥固结理论

4．2 摩尔——库仑模型

4．3 FLAC3D数值建模分析

4．3．1 有限差分法

4．3．2 FLAC3D软件

4．3．3 模型基本情况

4．3．4 加载过程

4．3．5 土体参数的确定

4．3．6 边界和初始条件

4．3．7 沉降分析

4．3．8 孔隙水压力分析

4．3．9 数值模拟沉降与实测沉降对比

4．4 数值模拟计算、经验分析方法和实测沉降对比分析

4．5 道路地基处理工程中地基沉降影响因素分析

4．5．1 填土高度对道路地基沉降的影响

4．5．2 加载速率对道路地基沉降的影响

4．5．3 竖向排水对道路地基沉降的影响

4．6 道路地基沉降标准研讨

4．7 本章小结

5 结论和展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢