乍嘉苏高速公路路基填筑中软土地基沉降特性研究

摘要

合理解决软土路基沉降问题的最有效的方式就是通过修筑试验路段，或以实体工程进行现场试验，用试验观测数据来验证理论和计算方法，进一步完善理论和计算方法。本文从这一精神出发，以浙江省乍嘉苏高速公路沉降监测项目为工程背景，对K16+250(第三典型断面)用理论计算、实测资料推算、有限元模拟三种方法对软土路堤沉降特性进行了分析研究。总结分析并获得了以下主要研究成果： 1、用弹性理论公式对瞬时沉降进行了计算分析，并用压缩模量法、e-p曲线法、e-logp曲线法三种方法对主固结沉降进行了计算分析。对应力历史缺少了解的情况下，建议采用压缩模量法或e-p曲线法进行主固结沉降分析。 2、利用第三典型断面的实测荷载-时间-沉降(P-T-S)曲线，用双曲线法、指数曲线配合法、沉降速率法、Asaoka法四种方法进行了最终沉降量的推算。在本文所示工程中，用双曲线法和指数曲线配合法推算的精度较高。 3、对砂井地基固结问题进行了研究。在Terzaghi-维固结基础上，建立砂井地基的轴对称固结理论，分析了分级加载对固结度的影响。并利用实测荷载-沉降曲线推算参数α,β,大大简化了砂井地基的固结度以及固结沉降量的推算，还减小了参数的选取带来的误差，对施工有一定的指导意义。 4、用大型有限元计算软件(ADINA)对第三典型断面建模，利用修正的剑桥(Cam-Clay)模型进行了沉降分析，对沉降与孔隙水压力消散进行了分析比较。沉降随深度的变化规律、沉降随水平距离的变化规律、孔隙水压力随时间的变化规律与实测值基本上是一致的，可反映砂井地基的变形及孔压消散规律。 5、用本文所提出的地基平均渗透系数计算方法所得到的沉降计算结果与实测值较吻合，由此也证明，采用本文提出的地基平均渗透系数计算方法是可信的。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2立题的意义

1.3土体固结理论

1.4沉降计算理论

1.4.1沉降计算途径

1.4.2国内外地基沉降计算研究进展

1.5国内外沉降推算的研究现状

1.5.1沉降推算方法分类

1.5.2沉降推算方法的研究现状

1.6本文研究的内容及方法

第二章工程地质及沉降观测概况

2.1线路及设计概况

2.2全线工程地质综述

2.3物理力学性质指标分析

2.4软土地基处理方法

2.5监测概况

2.5.1监测断面的选取

2.5.2监测项目

2.5.3观测要求及数据管理

2.5.4观测成果的分析与施工指导

2.6小结

第三章软土地基沉降计算方法对比研究

3.1瞬时沉降量的计算

3.1.1基于弹性理论的瞬时沉降计算公式

3.1.2考虑塑性区开展的修正

3.2主固结沉降量的计算

3.2.1用压缩系数av或压缩模量ES计算

3.2.2用e-p曲线计算

3.2.3用e-logp曲线计算

3.3次固结沉降量的计算

3.4软土地基沉降计算分析

3.4.1计算参数

3.4.2瞬时沉降计算

3.4.3主固结沉降量的计算

3.5小结

第四章软土地基沉降推算方法对比研究

4.1根据实测沉降量推算后期沉降量

4.1.1双曲线法

4.1.2指数曲线配合法(三点法)

4.1.3沉降速率法

4.1.4 Asaoka法

4.2小结

第五章砂井地基固结理论

5.1排水固结法原理

5.2固结理论

5.2.1Terzaghi固结理论

5.2.2砂井地基固结理论

5.3砂井地基固结度计算算例

5.4小结

第六章排水固结法加固断面有限元分析

6.1概述

6.2本构模型

6.2.1土本构模型发展概况

6.2.2剑桥模型(Cam-Clay)

6.2.3修正剑桥模型的推导

6.2.4修正剑桥模型参数的确定

6.3砂井地基计算参数的取值

6.3.1几何参数的取值

6.3.2渗透系数的取值

6.4砂井地基渗透系数等效

6.5工程实例分析

6.5.1地基土条件及试验状况

6.5.2有限元分析

6.5.3计算结果

6.6小结

第七章结束语

7.1本文研究的主要结论

7.2有待于进一步研究的问题

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果