荷载作用下超固结比对软土地基承载力影响研究

摘要

面对软土地基，工程上常用的地基加固办法有两种，分别是置换拌入法和排水固结法。前者由于换填厚度的不同会导致下部土体的超固结比不同，后者由于孔隙水的排出量不同会导致土体的固结度不同。同时在工程施工过程中，随着港口码头上抛石基床、沉箱、填料等结构的逐步施工，地基土层的上覆荷载逐渐加大。超固结比、固结度和上覆荷载都会对土体的抗剪强度指标c、ψ值产生影响，但工程实际中往往忽视了其影响，这是不准确的，也是不经济的。因此本文开展荷载作用下超固结比对软土地基承载力影响研究，通过试验的方法得到荷载作用下超固结比对软土抗剪强度指标c、ψ值的影响规律，再将其规律带入有限元软件中计算土体的地基承载能力。通过计算地基承载力安全系数，分析不同影响因素对地基承载性能的影响。具体包括如下几方面的工作:
　　(1)利用室内的三轴剪切试验，研究超固结比和轴向偏应力对淤泥质粉质粘土的抗剪强度指标c、ψ值的影响规律:c，ψ值随超固结比的增加而增加，呈曲线的变化规律，超固结比越大，c，ψ值增加的速率越慢;c，ψ值随轴向偏应力的提高而线性增加。通过对试验得到的c，ψ值进行公式拟合得到了实际工程计算中可以参考的计算公式。
　　(2)利用室内的三轴剪切试验，研究固结度和轴向偏应力对粉质粘土和粉土的抗剪强度指标c、ψ值的影响规律:c，ψ值随固结度和轴向偏应力的提高而线性增加。通过对试验得到的c，ψ值进行公式拟合得到了实际工程计算中可以参考的计算公式。
　　(3)将上文得到的抗剪强度指标c、ψ值的拟合公式结果带入有限元软件中，通过数值模拟的形式分析了软土地基承载力的承载特性。发现:地基土体的竖向承载力安全系数随换填厚度的增加基本呈线性增长的关系;地基土体的竖向承载力安全系数随超固结比的增加而增加，基本呈曲线的变化趋势。随着超固结比的增加，地基竖向承载力安全系数增加的速率不断减小;当超固结比大于1时，荷载作用会使地基承载力安全系数提升14％左右;当超固结比等于1时，即正常固结土体，荷载作用会使地基承载力安全系数提升11％左右;地基土体的竖向承载力安全系数随固结度的提高而增加，基本呈线性增长的趋势。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 软土强度研究现状

1．3 论文的研究内容及创新点

第2章 荷载作用下超固结比对软土强度指标影响的三轴试验

2．1 概述

2．2 试验方案

2．3 淤泥质粉质粘土抗剪强度特性分析

2．4 软土抗剪强度指标随超固结比的变化规律

2．5 荷载作用下淤泥质粉质粘土的强度指标计算公式

2．6 本章小结

第3章 荷载作用下固结度对软土强度指标影响的三轴试验

3．1 概述

3．2 试验方案

3．3 粉质粘土和粉土的抗剪强度特性分析

3．4 软土抗剪强度指标随固结度的变化规律

3．5 荷载作用下粉质粘土和粉土的强度指标计算公式

3．6 本章小结

第4章 荷载-结构-土体相互作用有限元分析

4．1 概述

4．2 弹塑性增量有限元法

4．3 ABAQUS软件有限元模拟方法

4．4 本章小结

第5章 沉箱式防波堤结构地基承载力数值分析

5．1 概述

5．2 地基的破坏类型

5．3 工程概况

5．4 沉箱式防波堤结构的弹塑性有限元模型

5．5 沉箱式防波堤结构的有限元分析法

5．6 沉箱式防波堤结构的地基承载力特性分析

5．7 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢