水泥搅拌桩加固非饱和土地基沉降特性研究

论文摘要

对特定地质条件的地基进行合理、经济的地基处理设计,是保证客运专线高速、平顺、安全运行的前提,因此设计计算就更为重要。本文以胶济客运专线所处的非饱和粉土、粉质粘土为研究对象,通过采用室内试验、现场原位测试和现场沉降观测等试验方法,来归纳总结水泥搅拌桩加固非饱和地基土的沉降变形特性,对其沉降规律研究,进而来预测地基的变形,控制其工后沉降。同时对水泥搅拌桩工法加固处理非饱和土地基加固效果进行评价。本文的主要研究内容有：1、通过平板载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验和旁压试验四种现场原位试验方法对地基的承载力和变形特性进行评价,并对这四种原试验试验方法的适用性进行对比分析；2、通过现场长期观测研究水泥搅拌桩加固非饱和土地基路堤填筑和预压期中的地基沉降变形和稳定变化及发展规律,掌握在施工过程中深厚非饱和地基土的沉降变形过程和趋势,探讨地基沉降变形规律,同时为其理论上的研究提供试验依据,检验设计地基加固效果,验证设计理论的正确性,制定施工控制标准,指导设计和施工；3、得到了适用于水泥搅拌桩加固非饱和土地基的应力传递规律,并分别采用理论公式方计算地基沉降量和经验公式法来预测非饱和地基土的沉降,通过理论分析和总结水泥搅拌桩加固非饱和土地基的沉降变形规律和应力传递机理,为非饱和土地基的设计计算提供依据；4、在非饱和土固结试验的基础上,分析非饱和土的固结压缩特性。考虑固结的非饱和土地基沉降计算,对于基质吸力低于进气值的非饱和土,由于土体的结构性与饱和土类似,可以采用饱和土理论分析其固结压缩特性；对于饱和度高于剩余饱和度的非饱和土,通过饱和度和基质吸力的关系曲线,结合固结过程中液相体积变化规律对非饱和土固结系数进行修正,并在此基础上对比分析水泥搅拌桩加固非饱和土地基加固前后的固结度与时间的变化关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 非饱和土研究现状
• 1.2.2 水泥搅拌桩复合地基研究现状
• 1.3 研究目的及意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 非饱和土固结压缩特性
• 2.1 胶济客运专线工程地质特性及试验断面简介
• 2.2 非饱和土物理力学特性
• 2.3 非饱和土固结试验研究
• 2.3.1 非饱和土常规固结试验研究
• 2.3.2 控制基质吸力的非饱和土固结试验研究
• 2.4 非饱和土强度试验研究
• 2.4.1 非饱和土三轴压缩试验研究
• 2.4.2 控制基质吸力的非饱和土三轴压缩试验研究
• 2.5 非饱和土固结压缩特性综合分析
• 2.5.1 非饱和土水土特征曲线
• 2.5.2 非饱和土变形特性
• 2.5.3 饱和度对固结时间的影响
• 2.5.4 非饱和土体变规律
• 2.6 本章小结
• 第3章 水泥搅拌桩加固非饱和土地基离心模型试验研究
• 3.1 试验原理
• 3.2 试验方案
• 3.2.1 模型相似比的确定及模型尺寸
• 3.2.2 模型材料及控制指标
• 3.2.3 模型制作
• 3.2.4 路基上部荷载的模拟
• 3.2.5 模型测点的布置
• 3.2.6 试验模拟过程
• 3.3 试验结果与分析
• 3.3.1 未处理断面一次填筑沉降与时间关系
• 3.3.2 未处理断面分层填筑沉降与时间关系
• 3.3.3 水泥搅拌桩加固沉降与时间关系
• 3.3.4 试验结果综合对比分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 地基现场原位测试研究
• 4.1 平板载荷试验
• 4.1.1 试验方法
• 4.1.2 试验结果与分析
• 4.2 旁压试验
• 4.2.1 试验方法
• 4.2.2 试验结果与分析
• 4.3 静力触探试验
• 4.3.1 试验方法
• 4.3.2 试验结果与分析
• 4.4 标准贯入试验
• 4.4.1 试验方法
• 4.4.2 试验结果与分析
• 4.5 各种现场原位试验适用性分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 水泥搅拌桩加固非饱和土地基沉降变形分析
• 5.1 非饱和土固结理论
• 5.1.1 非饱和土一维简化固结方程
• 5.1.2 水的流动
• 5.1.3 空气流动
• 5.1.4 非饱和土渗透系数
• 5.2 水泥搅拌桩加固非饱和土地基沉降与时间关系计算
• 5.2.1 水泥搅拌桩加固非饱和土地基沉降与时间关系计算方法
• 5.2.2 水泥搅拌桩加固非饱和土地基沉降与时间关系计算与分析
• 5.3 PLAXIS有限元数值模拟计算
• 5.3.1 plaxis简介
• 5.3.2 本构模型
• 5.3.3 计算模型及计算参数
• 5.3.4 计算结果与分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 水泥搅拌桩加固非饱和土地基沉降计算方法及现场长期观测
• 6.1 基底应力及地基附加应力分布形式
• 6.1.1 基底应力
• 6.1.2 地基附加应力衰减形式
• 6.2 水泥搅拌桩加固非饱和土地基沉降计算方法
• 6.2.1 加固区压缩量计算方法
• 6.2.2 下卧层沉降计算方法
• 6.3 现场长期观测及沉降计算分析
• 6.3.1 观测方案
• 6.3.2 现场长期观测结果与分析
• 6.3.3 地基沉降计算分析
• 6.3.4 水泥搅拌桩加固非饱和土地基沉降预测方法优化
• 6.4 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文