基于多尺度真空预压模型实验的海相软土固结特性研究

摘要

海相软土已成为我国发达沿海地区各类工程修造的主材。采用真空预压改良海相软土工程力学性能是工程中常见的做法。但以海相软土地基处理为例，传统真空预压方式常由于排水板淤堵而导致效率低下，故需要一种更为有效的真空预压方式来解决这些问题。　　针对以上问题，本文首先以舟山海相软土为试验材料，对海相软土粒度组成、矿物组成、物理性质和化学成分进行分析，以确定其基本特征;继而采用单级真空预压方法开展模型试验，发现存在“土柱”、“淤堵”和“边界效应”等问题;于是设计单级与分级真空预压方法对比模型试验，结果表明:相比单级真空预压方法，分级真空预压方法可获得更小的含水率及更大的固结度，且排水板没有明显的淤堵现象;进一步提出了间歇式分级真空预压的方法，并与分级真空预压方法作对比模型试验，结果表明:间歇式分级真空预压方法在防淤堵、能耗及固结度方面均有优势;此外，还创造性地将真空荷载因素引入BP神经网络，并构建了海相软土真空预压固结预测模型，预测结果与实测值相比，最大相对误差不足1％。　　最后，以扫描电镜试验为技术手段，对间歇式真空预压后土体的微观结构进行了定性和定量分析，结果表明:在自重、真空负压及渗透水压共同作用下，海相软土颗粒粒形、粒间接触及土骨架持续调整，土颗粒和孔隙呈定向性分布。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1选题依据和研究背景

1．2国内外研究现状

1．2．1真空预压法研究现状

1．2．2土体微观结构研究现状

1．3目前仍然存在的问题

1．4主要研究内容和技术路线

1．5主要创新点

第二章海相软土的物理化学性质

2．1研究概况

2．2海相软土的物质组成

2．2．1粒度组成

2．2．2矿物组成

2．3海相软土的物化性质

2．3．2化学性质

2．4小结

第三章单级真空预压模型试验

3．1引言

3．2试验概况

3．2．1试验装置

3．2．2试验方案

3．2．3试验步骤

3．3试验数据分析

3．3．1真空度和孔隙水压力

3．3．2表层沉降量和排水量

3．3．3含水率和抗剪强度

3．4存在的问题

3．5小结

第四章单级与分级真空预压模型试验

4．2．1试验装置

4．2．2试验方案

4．2．3试验步骤

4．3试验数据分析

4．3．1孔隙水压力

4．3．2表层沉降量和排水量

4．3．3固结度

4．3．4含水率

4．4小结

第五章分级与间歇式分级真空预压模型试验

5．1引言

5．2试验概况

5．2．1试验装置

5．2．2试验方案

5．2．3试验步骤

5．3试验数据分析

5．3．1排水量

5．3．2排水速率

5．3．3孔隙水压力

5．3．4表层沉降量

5．3．5含水率和十字板剪切强度

5．4固结度

5．4．1 BP神经网络

5．4．2模型的构建

5．4．3预测结果分析

5．4．4最终沉降量预测

5．5讨论

5．6小结

第六章基于电镜试验的微观结构特征分析

6．1引言

6．2样品制备

6．3微观结构特征定性分析

6．4微观结构特征定量分析

6．4．1丰度

6．4．2等效直径

6．4．3定向性

6．4．4分形特性

6．5讨论

6．6小结

7．1结论

7．2展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果