堆载预压法处理软基的沉降分析与数值模拟

论文摘要

珠江三角洲地区经济发达,工程建设极多,但该区域地质情况并不乐观,分布着广泛的软土。由于软土高压缩性、低强度、差透水性的特点使得工程建设不能直接在其上面进行,需要对软土地基进行相应的改良和处理,而软土地基处理与设计中,最重要的问题便是关于软基沉降量及沉降速率的控制。到目前为止,国内外学者和工程师们对于软土的沉降计算与预测进行了深入的理论分析和数值模拟方面的研究,得到了许多软土沉降方面有用的结论。但由于软土地域性差异较大、经验性资料积累不足等因素,理论方面的研究还落后于实践很多,许多求解和预测方法得到的结果并不准确,满足不了工程的需要。鉴于此,本文基于虎门港某塑料排水板堆载预压法处理软基的工程实例,讨论了该工程软基实际沉降的发展过程以及主要影响因素,用不同方法计算和预测了最终沉降值,得到了该地区软土在沉降方面的一些经验和结论,希望能对当地以后的工程起到一定的帮助。具体工作如下:1)介绍了本工程对于软土地基的处理方法和在处理过程中监测的主要工作内容,然后基于现场观测成果,进行了大量的整理和分析,由沉降时程图可见沉降受加载方式、填土高度、排水板长度等的影响。2)对加入塑料排水板与否对深层的软土加固情况做了对比试验,试验结果可以看出排水板的加入对土体固结起到了很好的效果。3)按理论方法求解了实例的最终沉降值,并依据实测数据推算的最终沉降值,将实测值、实测推算的最终值和理论计算值三者对比分析,得到了适合当地的经验系数取值范围和实测值与理论计算沉降的经验关系式。4)在将塑料排水板简化成砂墙后,用ABAQUS模拟了软基在堆载作用下的沉降过程,模拟结果与实际沉降的过程比较相符,证明了塑料排水板的简化是正确的,而且软件模拟的堆载下土体沉降过程比较符合实际,可以用来预测软土未来的沉降发展。通过ABAQUS模拟得到的最终沉降值也表明塑料排水板堆载预压对于软基的处理效果是满足设计要求的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 软土的概念、危害及处理方法
• 1.3 排水板堆载法处理软土地基沉降的研究现状
• 1.3.1 软土沉降计算的研究发展现状
• 1.3.2 根据实测资料预测软土地基沉降方法现状
• 1.3.3 堆载预压处理法下软基沉降的研究进展
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 软土固结理论分析及沉降计算方法的介绍
• 2.1 软土固结机理的分析
• 2.2 地基沉降计算的实用方法介绍
• 2.3 工程上根据实际沉降曲线预测最终沉降值的方法介绍
• 2.4 塑料排水板堆载预压法的设计要点
• 2.4.1 塑料排水板的布置方式
• 2.4.2 塑料排水板等效直径的计算
• 2.4.3 竖向排水体的设计间距
• 2.4.4 竖向排水体的打设深度
• 2.5 砂井地基有限元的分析方法
• 2.5.1 ABAQUS 的介绍
• 2.5.2 塑料排水板在有限元分析中的处理
• 第三章 工程实际监测的数据处理、沉降预测
• 3.1 塑料排水板堆载预压法对软基的处理
• 3.1.1 排水系统的施工安排
• 3.1.2 对软基进行处理的施工工序及工艺流程
• 3.1.3 加载速率及最终工后沉降控制指标
• 3.2 软基监测的主要内容
• 3.3 实际监测数据的处理与成图
• 3.3.1 浅层沉降板的观测
• 3.3.2 分层沉降监测
• 3.4 根据实测曲线推算最终沉降
• 3.5 理论计算最终沉降值
• 3.6 实测沉降、预测法推算沉降和理论计算沉降的对比分析
• 3.7 本章工作小结
• 第四章 ABAQUS 对沉降的模拟
• 4.1 工程地质情况
• 4.2 ABAQUS 对于监测断面的模拟
• 4.3 沉降值的比较分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论及展望
• 5.1 本文主要工作的总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附表 A
• 攻读学位期间发表的学术论文