深圳湾结构性淤泥土固结机理及模型研究

论文题目: 深圳湾结构性淤泥土固结机理及模型研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 地质工程

作者: 房后国

导师: 肖树芳,沈孝宇

关键词: 淤泥土,结构性,软基处理,微观结构,结合水,结构性粘弹性模型

文献来源: 吉林大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文结合国家自然科学基金项目“中国滨海软土结构性及结构性力学模型研究”(40172092),和广东省重大项目“深港西部通道填海及地基处理工程”,以深圳湾淤泥土为研究对象,采用宏观力学行为和微观结构定量分析相结合的方法,通过现场沉降、孔压观测,结合室内物理力学试验,旨在弄清结构性淤泥土固结机理,建立结构性淤泥土固结模型。论文首先分析了深圳湾淤泥土结构及结构性、固结变形特性和孔压变化规律,提出了考虑结构性及扰动影响的固结沉降量计算公式,发现结构性对固结过程中的孔压变化有较大影响;其次采用压汞及扫描电镜对淤泥土固结变形过程中微观结构变化特征进行定量研究,发现伴随着结构强度逐渐丧失和固结过程中不同类型孔隙水的排出,固结随时间变化曲线呈现反“S”形,并得出微观结构参数和固结变形量之间的关系;最后考虑软基处理工程中荷载实际施加情况,建立了变荷载下淤泥土竖井地基结构性粘弹性固结模型,编制了相应的有限元程序,对实际工程进行计算,并与监测结果作对比分析,发现本文模型的计算结果与实测值较为接近。本文的研究为考虑土结构性固结模型的建立提供了一种新的思路和方法。

论文目录:

内容提要

第一章 绪论

1.1 选题依据和研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 饱和土弹性固结理论研究

1.2.2 考虑流变固结理论研究

1.2.3 竖井地基固结理论研究

1.2.4 固结沉降计算研究

1.3 土的结构性研究

1.4 本文主要研究工作

第二章 深圳湾淤泥土固结变形特性研究

2.1 引言

2.2 深圳湾淤泥土基本物理力学性质

2.3 深圳湾淤泥土的结构性

2.4 淤泥土室内压缩曲线的特征分析

2.5 淤泥土前期固结压力及结构屈服应力的确定

2.5.1 结构性淤泥土前期固结压力的确定

2.5.2 结构屈服应力的确定

2.6 结构性淤泥土固结最终沉降量计算

2.6.1 原状结构性淤泥土固结最终沉降量计算

2.6.2 扰动度的评价方法

2.6.3 考虑扰动影响结构性淤泥土固结最终沉降量计算

2.7 固结～时间关系分析

2.7.1 沉降观测结果分析

2.7.2 固结变形曲线特征

2.7.3 淤泥土主次固结变形分析

2.7.4 固结系数变化规律

2.8 固结度计算

2.8.1 理论计算方法

2.8.2 根据实测资料计算固结度的两种方法

2.9 小结

第三章 淤泥土固结过程中孔隙水压力变化规律

3.1 引言

3.2 淤泥土中的孔隙水

3.2.1 双电层结构

3.2.2 饱和土中孔隙水

3.3 现场实测孔压资料分析

3.3.1 孔隙水压力沿深度分布情况

3.3.2 孔隙水压力的产生

3.3.3 孔隙水压力的消散

3.4 小结

第四章 淤泥土固结过程中微结构变化效应

4.1 引言

4.2 土微观结构定量化指标体系

4.3 微结构定量参数的确定及试验方法

4.3.1 结构单元体或孔隙大小和形态特征参数

4.3.2 结构单元体或孔隙排列特征参数

4.4 淤泥土原状样微观结构特征

4.5 淤泥土固结过程中结构单元体变化特征

4.5.1 结构单元体粒度变化特征

4.5.2 结构单元体形状变化特征

4.5.3 结构单元体定向性变化特征

4.6 淤泥土固结过程中孔隙变化特征

4.6.1 孔隙大小、个数在固结过程中的变化规律

4.6.2 孔隙形状在固结过程中的变化规律

4.6.3 孔隙定向性在固结过程中的变化规律

4.7 固结变形与微观结构参数变化特性相关性分析

4.7.1 结构单元体微结构参数与垂直变形关系

4.7.2 孔隙微结构参数与垂直变形关系

4.8 小结

第五章 变荷载下竖井地基结构性粘弹性固结模型研究

5.1 引言

5.2 结构性粘弹性固结方程的建立

5.2.1 结构性粘弹性流变模型

5.2.2 竖井地基结构性粘弹性固结方程及求解条件

5.3 竖井地基粘弹性固结方程的解析解

5.4 结构性粘弹性模型Boit固结有限元方法

5.5 结构性粘弹性固结模型参数的确定

5.6 结构性粘弹性固结性状分析

5.7 小结

第六章 深港西部通道软基处理工程固结变形计算与监测结果分析.

6.1 工程概况

6.2 有限元计算分析

6.2.1 单元网格划分、计算分析条件

6.2.2 计算参数

6.3 计算结果与分析

第七章 结论与建议

7.1 结论

7.2 进一步研究工作的展望

参考文献

攻博期间公开发表论文

致谢

中文摘要

英文摘要

发布时间: 2005-08-26

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