膨胀土场地工程抗浮失效机理研究

摘要

本文依托某典型膨胀土场地地下室上浮工程案例，通过文献检索、理论分析、现场调查及试验、验算分析、数值模拟等方法，进行膨胀土场地工程抗浮失效机理和设计方法研究。主要研究内容如下：　　(1)考虑膨胀力的影响，对现行规范规定的抗浮稳定性验算方法进行分析，提出膨胀土场地工程抗浮稳定性验算公式。　　(2)对膨胀土场地工程抗浮失效项目进行现场调查及测试，确定降雨是地下室底板地下水的来源。由于填土未经过闭水处理，降雨储存在填土中对抗水板形成水压力，同时向膨胀土层渗透产生膨胀力，在二者共同作用下，抗水板遭到破坏。　　(3)利用现场调查结果，采用有限元分析软件ABAQUS对膨胀土场地降雨渗流进行数值模拟，计算地下水压力及膨胀力的大小，分析在两者作用下抗水板的力学行为，研究水压力和膨胀力的变化规律。　　(4)利用数值模拟对主要影响因素进行分析，研究主要影响因素对膨胀土场地水压力和膨胀力的影响。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究课题的提出及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 地下结构水浮力计算研究现状

1.2.2 膨胀土膨胀特性的研究现状

1.2.3 降雨渗流研究现状

1.3 本文主要研究内容与技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第2章 膨胀土场地抗浮稳定性计算

2.1 地下水浮力计算

2.1.1 地下水的赋存状态

2.1.2 土体中的水浮力

2.1.3 多层地下水浮力计算

2.2 膨胀土的膨胀力

2.2.1 膨胀力的形成机理

2.2.2 影响膨胀力的因素

2.3 膨胀土场地抗浮稳定性验算

2.3.1 水浮力

2.3.2 膨胀力

2.3.3 抗浮稳定性验算

2.4 小结

第3章 膨胀土场地抗浮失效工程背景及初步分析

3.1 工程背景

3.1.1 工程概况

3.1.2 工程地质条件

3.1.3 水文地质条件

3.1.4 工程抗浮失效现象

3.2 现场调查及试验

3.2.1 方法及思路

3.2.2 肥槽渗透试验

3.2.3 集水井抽水试验

3.2.4 泄压孔流量观测

3.2.5 黏土含水率试验

3.2.6 地下室冒水水源调查及分析

3.3 膨胀土场地地下室变形机制分析

3.4 小结

第4章 膨胀土场地地下水渗流与力学行为数值模拟

4.1 工况分析和计算参数取值

4.1.1 工况分析

4.1.2 土-水特征曲线

4.1.3 非饱和土渗透系数

4.1.4 膨胀土膨胀应变参数

4.2 泄压孔渗流分析

4.2.1 计算模型的建立

4.2.2 计算结果分析

4.3 水压力计算

4.3.1 计算模型的建立

4.3.2 计算结果分析

4.4 膨胀力的计算

4.4.1 膨胀荷载的施加方法

4.4.2 计算模型的建立

4.4.3 膨胀力计算结果

4.5 基底反力作用下抗水板变形

4.5.1 计算模型的建立

4.5.2 初始状态计算结果

4.5.3 基底反力作用分析

4.6 基底反力变化规律

4.7 小结

第5章 水压力与膨胀力影响因素分析

5.1 水压力影响因素分析

5.1.1 计算模型的建立

5.1.2 降雨强度的影响

5.1.3 肥槽尺寸的影响

5.1.4 肥槽渗透系数的影响

5.1.5 水压力主要影响因素分析

5.2 膨胀力影响因素分析

5.2.1 计算模型的建立

5.2.2 入渗深度的影响

5.2.3 膨胀应变的影响

5.2.4 抗水板变形的影响

5.2.5 抗水板刚度的影响

5.2.6 膨胀力主要影响因素分析

5.3 小结

结论与展望

致谢

参考文献