滨海低山区天然沉积粘土结构性评价及工程应用

摘要

工程实践中所面对的原位沉积土均会表现出一定形式的结构性。由于结构性的存在，这些天然原状土表现出与其相应重塑土截然不同的力学性状。土结构性通过自身强弱变化隐性地影响着土体固结变形与强度等工程性质，是决定土力学特性的一个最为根本的内在因素。因此开展土结构性宏观力学效应研究，对于弄清天然地基的固结沉降特性是十分重要的。
　　 本文以某高填方机场建设项目为依托，在总结和分析前人研究成果的基础上，对依托工程滨海低山区天然沉积粘土结构性宏观力学特性开展室内试验研究及理论分析，所得成果为该工程地基处理方案的确定提出了合理的依据。同时，通过工程试验区的现场原位试验，对所提出的处理方案与计算方法进行验证，并分析施工扰动对土结构性的影响。具体工作包括以下几个方面：
　　 1、针对依托工程试验场区的天然沉积不扰动试样，通过一系列室内物理力学试验，利用固有压缩曲线(ICL)作为描述原状土压缩特性的基准框架，分析了该区域土层的基本特性，结果表明场区天然沉积粘土具有强结构性，并探求土结构性对压缩、固结、强度等土工特性的影响规律。
　　 2、在室内压缩试验结果的基础上，利用双对数坐标(log(1+e)～logP)方法确定了关键应力--结构屈服应力，并根据试验场区天然沉积粘土胶结效应占优的特点，考虑实际工程中最为关心的应力范围内的土体变形特征，提出场区结构性粘土原位压缩曲线的确定方法。
　　 3、基于还原后的原位压缩曲线，提出考虑土结构性影响的天然地基沉降计算方法，并对场区不同区域、不同附加应力水平的天然土基的工后沉降进行计算分析，根据依托工程沉降控制标准，确定了该工程需进行地基处理的范围。对于需要处理的区域，提出采用强夯置换法加固，并对加固机理、固结性状和工艺技术的可行性进行分析，重点对强夯技术在饱和粘性土中的应用进行探讨。
　　 4、结合工程试验区进行原位试验研究，进一步评价依托工程结构性粘土工程特性及施工扰动对其结构性的影响和其力学性状的改变。根据本工程的强夯加固影响深度，建议工程设计中基底垫层厚度取2～3m。同时根据实测沉降数据，分析和验证了本文提出的计算方法和地基加固方案的合理性。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1土结构性的定义

1.2.2土结构性的分类

1.2.3土结构性研究途径与评价方法

1.2.4结构性土的工程特性

1.2.5施工扰动对结构性土工程特性的影

1.3本文的研究思路及主要工作

第二章场区天然沉积粘土结构性试验研究

2.1试样基本性质

2.2固结压缩试验

2.2.1压缩曲线性状

2.2.2固结系数变化规律

2.3剪切强度特性

2.4土结构性评价

2.4.1定性评价

2.4.2 定量评价

2.5小结

第三章土结构性的宏观力学特性

3.1土体扰动特性

3.1.1取样扰动（SD）

3.1.2原位扰动（FD）

3.2原位压缩特性

3.2.1现有方法的评析

3.2.2 Schmertmann法的改进

3.3一维固结特性

3.3.1一维固结性状描述

3.3.2似非线性固结分析

3.3.3结构性扰动固结计算

3.3.4实例计算与分析

3.4小结

第四章天然地基沉降计算及其地基加固方案分析

4.1地基沉降计算与分析

4.1.1结构屈服应力的确定

4.1.2原位压缩曲线的恢复

4.1.3沉降计算方法

4.1.4计算结果分析

4.2地基加固方案研究

4.2.1强夯加固饱和粘土地基

4.2.2加固效果评价

4.2.3地基加固方案

4.3小结

第五章工程实例及现场试验分析

5.1试验区概况

5.2强夯加固影响效应分析

5.2.1物理状态指标

5.2.2强度变形特性

5.3试验区沉降分析

5.3.1计算沉降

5.3.2实测沉降

5.4小结

第六章结论与建议

6.1本文主要工作总结

6.2下一步研究的建议

参考文献

致谢