模袋固化土海上围埝建造方法及理论研究

论文摘要

为了降低工程造价、充分利用沿海地区廉价丰富的淤泥质粘土资源,本文研究利用模袋固化土作为堤心来替代砂石料等常规材料修建海上围埝。本文结合海上围埝的工程特点,通过有限元分析、离心模型试验等方法对模袋固化土围埝的工作机理和建造方法进行研究,并通过工程现场原位监测结果进行分析验证,主要研究内容和成果如下:1.通过对固化土工程特性的研究,分析和总结了各影响因素对物理和力学指标的影响规律,找出影响固化土强度的主要因素,提出固化土的质量控制办法和指标,为海上固化土围埝设计参数的选取提供了重要依据;2.通过离心模型试验、室内水工模型试验,结合有限元分析深入分析了模袋织物的抗滑机理和模袋固化土围埝的破坏形式,提出了适合模袋固化土围埝的地基稳定、地基固结等计算公式和计算方法,确定出一套适合于模袋固化土围埝的断面计算理论和设计方法;3.结合工程对海上围埝建造方法进行研究,分析海上围埝施工的特点和模袋固化土施工的技术难点,提出了模袋固化土海上围埝的施工工艺、监测技术和质量检验的方法,为模袋固化土海上围埝技术的实际应用奠定了理论基础;4.紧密结合依托工程进行一系列的原位测试,掌握了模袋固化土围埝实际的受力和变形情况,用实测数据与离心模型试验结果、有限元计算结果以及设计理论和计算方法进行了对比分析,从而达到完善设计理论,优化设计方法的目的。研究表明,模袋固化土做为海上围埝的堤心充填物是完全可行的,在软基上以模袋固化土堤心+模袋混凝土护面结构建造海上围埝是稳定可靠的。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 海上围埝的结构现状
• 1.1.3 海上围埝工程的特点
• 1.1.4 模袋固化土海上围埝技术的提出
• 1.2 研究的现状及存在的问题
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 模袋固化土的强度形成机理及室内试验研究
• 2.1 模袋固化土的基本材料研究
• 2.1.1 海底软粘土的主要特性
• 2.1.2 海水水质分析
• 2.1.3 固化剂的选取
• 2.1.4 模袋的选型
• 2.1.5 试验用材料
• 2.2 固化土强度的主要评价指标与基本强度确定
• 2.3 固化土强度影响因素
• 2.3.1 原地基土的含水量与强度的关系
• 2.3.2 固化材料的掺量与强度的关系
• 2.3.3 养护条件与强度的关系
• 2.3.4 土性与强度的关系
• 2.3.5 固化材料掺入形式
• 2.3.6 试样规格
• 2.3.7 不同的搅拌用水对比试验
• 2.3.8 试验速率
• 2.4 固化土的强度形成机理
• 2.4.1 表观特征
• 2.4.2 物理特征
• 2.4.3 强度特征
• 2.5 现场和室内强度的对比试验
• 2.5.1 室内试验强度
• 2.5.2 依托工程现场固化土室内养护强度
• 2.5.3 依托工程现场固化土强度
• 2.6 研究成果
• 第三章 依托工程及其理论试验研究
• 3.1 依托工程概况
• 3.2 依托工程自然条件
• 3.2.1 地形地貌
• 3.2.2 地质条件
• 3.2.3 水文气象
• 3.3 依托工程的主要技术要求
• 3.3.1 材料要求
• 3.3.2 施工技术要求
• 3.3.3 施工速率及时间
• 3.4 模袋固化土离心模型试验
• 3.4.1 模拟参数
• 3.4.2 试验程序
• 3.4.3 数值分析方法
• 3.4.4 结果及其分析
• 3.4.5 离心模型试验的主要成果
• 3.5 室内水工模型试验
• 3.5.1 试验的波浪要素
• 3.5.2 试验用模袋固化土
• 3.5.3 试验结果
• 3.5.4 波浪试验研究成果
• 3.6 模袋固化土围埝计算理论和设计方法
• 3.6.1 模袋固化土稳定性分析方法
• 3.6.2 二维固结理论的应用
• 3.6.3 依托工程加荷时间的优化设计计算
• 3.6.4 基本理论与设计方法研究成果
• 第四章 模袋固化土海上围埝整体稳定性的有限元分析
• 4.1 有限元分析模型
• 4.2 计算参数选取
• 4.3 分析模型的建立
• 4.4 有限元模拟分析结果
• 4.4.1 断面中心点沉降
• 4.4.2 坡脚下地基土侧向变形
• 4.4.3 围埝中心线处的孔隙水压力
• 4.5 有限元分析成果
• 第五章 模袋固化土海上围埝的建造方法及检测效果分析
• 5.1 模袋固化土海上围埝的建造方法
• 5.1.1 施工特点及研究要点
• 5.1.2 围埝施工的施工基本流程
• 5.1.3 模袋土工布的选择与加工
• 5.1.4 固化土的搅拌控制
• 5.1.5 固化土的充灌控制
• 5.1.6 施工工艺参数试验
• 5.1.7 模袋固化土的施工质量控制
• 5.2 经济效益比较
• 5.3 现场监测与检验效果分析
• 5.3.1 依托工程原位监测的目的及监测项目
• 5.3.2 原位监测结果
• 5.3.3 实测结果分析
• 5.3.4 地基加固效果分析
• 5.3.5 现场检测与检验研究成果
• 第六章 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