海滩区淤泥路基排水固结变形性状与稳定性研究

论文摘要

淤泥类软土的广泛分布,是沿海地区高速公路建设中普遍遇到的岩土工程问题。许多公路部门都进行了规模较大的路基沉降观测试验工作,为沿海高等级公路设计与施工提供了可贵资料。海滩区淤泥长期受周期性的波浪荷载和潮汐荷载作用,在淤泥路基排水固结处理前,为便于施工,一般在两侧填筑围堰,并修建反压护道,波浪作用被阻隔,而潮汐通过排水层进入淤泥路基顶面,对淤泥路基的排水固结过程产生重要影响。本文利用大量室内外试验对海滩区淤泥路基的固结变形特性和稳定性进行系统研究。首先,分析了厦门海沧海滩区淤泥的工程特性,并对其物理力学指标间的相关关系进行了统计分析,运用多种原位测试手段研究了海滩区淤泥的物理力学特性。通过对扁铲侧胀试验与其它原位试验方法的比较,发现扁铲试验能很好地确定海滩区淤泥路基原位试验参数。并探讨了用扁铲侧胀试验计算工后沉降的方法。其次,通过现场大量排水预压固结试验资料,分析了淤泥厚度、填土高度和加载方式对路基沉降变形的作用,研究了围堰、潮汐和降雨对路基排水固结的影响。建立了海滩区淤泥路基瞬时沉降的计算方法,并对排水预压法处理海滩区淤泥路基的加固效果进行评价。再次,基于海滩区淤泥路基中反压护道和潮汐的作用,建立了平面应变砂墙路基有限元计算模型。根据现场实测资料反算砂井路基水平渗透系数,并将三维砂井路基转换成平面应变砂墙路基,确定转换后的等效渗透系数。计算结果表明,潮汐、反压护道在淤泥路基排水过程中均有显著作用。最后,分析了海滩区淤泥抗剪强度的分布规律和排水固结过程中抗剪强度的增长规律。排水固结前后淤泥路基强度基本随深度增加线性增长,淤泥路基排水固结过程中,水平方向的抗剪强度增长速度不同。研究了该类抗剪强度分布的路基稳定性规律及滑动面位置变化规律,并对现场加载速率监控标准进行了探讨。

论文目录

• 摘 要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 淤泥路基固结及变形研究现状
• 1.2 海相淤泥路基稳定性研究现状
• 1.3 课题的研究意义与本文的主要内容
• 第二章 海相淤泥基本物理力学性质
• 2.1 试验场区的工程地质及水文地质条件
• 2.2 海相淤泥的基本特征
• 2.3 海相淤泥物理力学指标间的相关性分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 海滩区淤泥原位试验研究
• 3.1 原位测试方法及原理
• 3.2 海滩区淤泥的原位试验特性
• 3.3 扁铲试验计算海滩区淤泥路基工后沉降的探讨
• 3.4 本章小结
• 第四章 海滩区淤泥路基超载预压固结试验研究
• 4.1 超载预压及监测方案设计
• 4.2 海滩区淤泥路基固结变形特性分析
• 4.3 海滩区淤泥路基瞬时沉降分析
• 4.4 固结排水处理前后淤泥性质对比分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 海滩区淤泥路基固结变形有限元分析
• 5.1 有限元模型
• 5.2 计算参数取值
• 5.3 海滩区淤泥路基固结特性计算分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 海滩区淤泥路基稳定性研究
• 6.1 海滩区淤泥强度特性分析
• 6.2 稳定性分析
• 6.3 现场加载速率监控标准
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 博士在读期间论文发表及参加科研项目情况
• 致谢