淤泥质吹填土压缩-渗透非线性特性试验研究

摘要

随着沿海地区经济建设迅速发展及城镇化进程的加快，水电基础设施，内河航道清淤疏浚及滩涂浅海区围海造陆工程大规模推进，吹填厚度越来越大。加固前吹填淤泥尚处于流动状态，其含水量远大于液限，属于欠固结土。通过试验发现，吹填淤泥在小应力阶段，压缩-渗透非线性变化较大，与大应力状态下存在较大差别，工程实际表明，采用大应力状态下渗透系数和压缩系数来计算吹填土的固结问题存在较大偏差。
　　传统的固结理论假定压缩系数和渗透系数为常数,没有考虑土体压缩渗透非线性特性，不符合实际。本文以天津滨海新区围海造陆工程为背景，对不同吹填区土质做了充分调研，选取具有代表性的东疆港区（TJDG）、临港工业区（TJLG）、南港工业区（TJNG）吹填土为试验土样，利用GDS高级固结仪对吹填土的固结渗透特性开展试验研究。具体研究内容为：
　　（1）基于 GDS高级固结仪对三种不同液限（41.50％、50.25%、46.75%）吹填土开展连续的固结渗透试验，得到不同液限吹填土在特定固结压力下或孔隙比下的渗透系数。
　　（2）基于试验结果，对吹填土压缩渗透特性进行分析探讨，采用4种非线性渗透模型及3种非线性压缩模型对试验数据进行线性拟合及综合分析并确定模型参数，获得适用于天津地区吹填土的最佳非线性压缩、渗透关系。
　　（3）通过对模型参数对比分析，发现同一模型不同液限土体，模型参数不同，为研究软黏土压缩性、渗透性随土质和孔隙比变化的普遍规律，采用液限孔隙比eL对试验数据进行归一化处理，引入归一化参数e/eL,提出采用Chapman-Richard成长模型对吹填土压缩性、渗透性进行描述。建立了吹填土kv-e/eL拟合方程及 e/eL-p关系拟合曲线。
　　（4）针对基于Chapman-Richard成长曲线获得的吹填土kv-e/eL及e/eL-p拟合方程，收集和整理国内外29组渗透试验数据及12组高含水量软黏土压缩试验数据对其有效性进行验证，得到具有普适性的软黏土压缩性及渗透系数预测表达式，并分别在e=1.3eL（接近液限）、e=eL（液限）处将曲线采用简化的双线性进行描述，同时赋予其物理意义。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3研究的必要性和主要内容

第二章 基于GDS固结仪的吹填土固结-渗透联合测试试验

2.1试验土样

2.2 GDS一维固结渗透试验系统

2.3 试验方案及试验过程

2.4试验结果

2.5小结

第三章 饱和软黏土渗透特性分析

3.1淤泥质吹填土非线性渗透特性分析

3.2基于Chapman-Richard成长曲线的吹填土渗透系数拟合方程

3.3 饱和软黏土渗透系数预测公式

3.4 渗透系数预测公式误差分析

3.5 渗透系数预测公式双线性简化

3.6 小结

第四章 饱和软黏土压缩变形特性分析

4.1淤泥质吹填土非线性压缩特性分析

4.2淤泥质吹填土压缩非线性拟合方程

4.3 饱和软黏土压缩性预测公式

4.4 小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢