软基工后沉降机理研究及土体孔隙压力设备开发

摘要

国家建设事业不断推进，基础设施投资日益增大，使得土地资源越来越紧缺，尤其是我国公路网的全面快速发展，导致许多建（构）筑物不得不建设在软土地基上。而软土地基具备高含水量、渗透性差、压缩性大以及强度差等特点，由此而造成的软基沉降严重威胁了建（构）筑物的使用安全。软基的处理也一直是许多学者所致力的研究方向。但是，通过对软基沉降的观测，总有一些软基的处理达不到非常理想的效果，甚至有的还与现有的理论相矛盾，因此对软基沉降机理的研究是一项十分有意义的工作。经典的固结理论基本上都是针对饱和土而言，相对于饱和土，非饱和土体的尚未有明确的沉降固结理论。非饱和土研究设备的欠缺，更是阻碍了对非饱和土沉降机理的研究。 本文的主要目的是研究一种可以对非饱和土孔隙压力进行观测的设备。 首先，对国内外主流的饱和土及非饱和土沉降固结理论进行了分析与对比，并结合道路沉降阐述了两者的沉降机理研究现状。通过分析发现，现有的非饱和土沉降固结理论并不能合理地解释一些实验与工程中存在的沉降现象，对此，本课题组提出了“非饱和软土地基地下水位下降过程产生负压影响沉降”的观点。 然后，为验证本文观点，设计开发了一种新型的非饱和土软土地基孔隙压力观测设备——U形管液压差绳法土体孔隙压力仪。 U形管液压差绳法土体孔隙压力仪可以对非饱和软土地基孔隙压力进行定性或定量的观测，验证孔隙负压的存在以及非饱和土孔隙压力对沉降的影响机理，从而完善非饱和土沉降固结理论。 最后，本文还就本课题组接下来的工作，即U形管液压差绳法土体孔隙压力仪的实验及工程应用进行了介绍。U形管液压差绳法土体孔隙压力仪的设计开发及应用对软土地基沉降机理的研究、沉降理论的完善及软基的处理均有十分重要的意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 软土地基不均匀沉降实例

1．3 软土地基沉降机理研究的意义

第二章 软土地基沉降机理研究现状

2．1 概述

2．1．1 土的结构与构造

2．1．2 土的压缩性

2．1．3 软土的概念

2．1．4 软土的成因和分类

2．1．5 软土的主要工程性质

2．1．6 地下水来源及存在状态

2．1．7 地下水类型

2．1．8 地下水和工程建设

2．1．9 土体中的气体成分

2．2 沉降固结理论的研究现状

2．2．1 饱和土固结理论

2．2．3 非饱和土固结理论

2．3 软基公路工后沉降研究现状

2．3．1 路堤工后沉降分析

2．3．2 道路软土地基工后沉降分析

2．4 本章小结

第三章 实验及工程相关现象分析

3．1 真空作用在软基沉降处理中的应用

3．2 南京某工程沉降现象分析

3．2．1 工程概况简介

3．2．2 工程沉降监测分析

3．3 高速公路堆载预压实验

3．3．1 实验概况

3．3．2 实验过程和观测结果

3．3．3 沉降规律

3．3．4 沉降机理分析

3．4 孔隙水压力计在软基处理中的应用

3．5 本章小结

第四章 U形管液压差绳法土体孔隙压力仪的设计及应用

4．1 U形管液压差绳法土体孔隙压力仪的设计开发

4．1．1 U形管液压差绳法土体孔隙压力仪的构造说明

4．1．2 U形管液压差绳法土体孔隙压力仪的工作原理

4．1．3 U形管液压差绳法土体孔隙压力仪的安装、工作步骤

4．2 U形管液压差绳法土体孔隙压力仪的应用

4．2．1 探究软基非饱和土孔隙压力变化与沉降的关系

4．2．2 U形管液压差绳法土体孔隙压力仪在软基沉降处理中的可能应用

4．3 本章小结

第五章 成果与展望

5．1 论文的主要研究成果及意义

5．2 今后的研究方向

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表情况

致谢