岸边土体力学特性及本构关系的分析与研究 ——以泥炭土为例

论文摘要

随着昆明地区城乡建设的飞速发展,岸边土建工程日益增多并趋于复杂化,加之本地区河流纵横,且广泛分布着工程地质性质较差的软土尤其是泥炭土,以致形成了许多以泥炭土为主要土层的岸坡,泥炭土就成为这类岸坡稳定性的最大的隐患。于是关于昆明地区岸坡工程的研究主要集中在泥炭土工程性质这方面,而其工程性质较为复杂,一般的土工试验并不能完整地反映其的完整特性。因此在本课题中引进扁铲侧胀试验,充分利用其可对土体进行方向性测试来深入研究岸坡泥炭土的相关特性。此外还采用三轴试验进行岸坡泥炭土的本构关系研究。研究内容如下：首先,选取滇池附近船房岸边的某试验场地,对其进行原位测试,包括扁铲侧胀试验、静力触探试验和十字板剪切试验。以扁铲侧胀试验为主,分析研究了泥炭土力学特性(Cu和Es)跟岸边效应的关系。同时拟合出抗剪强度指标Cu与深度H和离岸边距离L的关系式。其次,通过得到的岸边效应对泥炭土抗剪强度的影响的关系式,用FLAC 3D来模拟实际工程,把模拟效果与实际的破坏效果来对比分析,进一步证明了岸边效应的存在及其对泥炭土性质的影响。最后,取泥炭土土样进行室内土工试验,包括各种土的物理指标试验和三轴剪切试验。对三轴试验成果进行归一化处理并在此基础上进行了非线弹性分析,提出昆明地区泥炭土的剪应力—剪应变关系符合K—G的双曲线模型关系,进而得到体积模量和剪切模量的变化关系式。这对于边坡和基坑稳定以及沉降计算等方面具有一定的实际意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究课题的提出
• 1.2 云南泥炭类土的成因及分布
• 1.3 关于泥炭土研究的动态及现状
• 1.4 土工试验特点及发展现状
• 1.4.1 室内试验特点及发展现状
• 1.4.2 原位试验特点及发展现状
• 1.5 岸边泥炭土力学特性
• 1.6 软土本构模型理论发展介绍
• 1.7 本文的主要工作
• 第二章 主要试验介绍
• 2.1 引言
• 2.2 试验场地概况及布置
• 2.2.1 试验场地概况
• 2.2.2 试验场地及工作量布置
• 2.3 泥炭土的扁铲侧胀试验
• 2.3.1 扁铲侧胀试验的基本原理
• 2.3.2 扁铲侧胀试验的试验设备
• 2.3.3 试验方法与步骤
• 2.3.4 试验数据整理
• 2.3.5 扁铲侧胀试验与其它原位试验关系
• 2.4 泥炭土的静三轴试验
• 2.4.1 泥炭土土样的制备
• 2.4.2 试验装置及方法
• 2.5 本章小结
• 第三章 岸边泥炭土力学特性的分析研究
• 3.1 泥炭土抗剪强度指标试验数据的整理及结果分析
• 3.1.1 泥炭土抗剪强度指标试验数据的整理
• 3.1.2 泥炭土抗剪强度指标试验数据的结果分析
• 3.2 泥炭土压缩模量试验数据的整理及结果分析
• 3.2.1 泥炭土压缩模量试验数据的整理
• 3.2.2 泥炭土压缩模量试验数据的结果分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 岸边效应对泥炭土力学特性影响的数值模拟
• 4.1 FLAC 3D概述
• 4.1.1 FLAC 3D的基本介绍
• 4.1.2 FLAC 3D的优缺点
• 4.2 平面岸边效应的数值模拟
• 4.2.1 工程背景
• 4.2.2 FLAC 3D模拟分析
• 4.3 空间岸边效应的数值模拟
• 4.3.1 工程背景
• 4.3.2 实际沉降与规范法计算沉降的对比分析
• 4.3.3 FLAC 3D模拟分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 滇池泥炭土的本构模型
• 5.1 引言
• 5.2 弹性非线性模型
• 5.2.1 切线弹性模量
• 5.2.2 切线泊松比
• 5.2.3 切线体积模量
• 5.3 K-G模型
• 5.3.1 试验对模型参数的确定
• 5.3.2 讨论
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A （攻读硕士学位期间发表的论文）
• 附录B （土工试验总表）