大厚度湿陷性黄土场地地基处理深度的确定

论文摘要

黄土的湿陷性作为影响工程建设的不利因素一直是人们研究的热点和重点之一。为了消除黄土湿陷性对工程的危害,国内外很多学者和工程人员在探索和工程实践中发明和总结了很多方法,总的来说分为两类,一类是穿越湿陷性土层的桩基础;另一类是对地基土进行改良或加固的地基处理。垫层法、强夯法、挤密法和预浸水法等都是处理湿陷性黄土地基的有效方法。对于湿陷性土层厚度不大的场地,上述方法处理后的地基土湿陷性消除、承载力提高、变形减小,可以满足工程要求;但对于湿陷性土层厚度比较大的场地,要达到国家规范要求消除的湿陷性土层的深度,上述方法(预浸水法除外)在许多情况下或技术上很难实现或经济上很不合理。随着国家经济的发展和西部大开发战略的实施,黄土地区的建设项目日益增多,规模越来越大,工程建设由低阶地向高阶地发展,湿陷性黄土层厚度增大,使得大厚度湿陷性黄土场地地基处理深度很难达到规范要求这一问题日益突出。解决这一难题,一方面可以从地基处理方法上着手,寻求一种处理大厚度湿陷性黄土地基的经济而有效的方法;另一方面,大厚度湿陷性黄土是否一定要彻底消除其湿陷性这一问题更值得研究,当地基处理达到一定的厚度后,剩余的未处理湿陷性土层一旦浸水,对处理地基(人工地基)的危害有多大?地基处理深度是否存在界限值,使得地基处理的深度在技术、安全、经济上最合理?而后者的解决,对大厚度湿陷性黄土场地地基处理措施来说更现实、更可行、更经济。本文在系统、深入地从分析湿陷性黄土场地地基处理理论的基础上,从室内模型试验和数值模拟计算两个方面对大厚度湿陷性黄土场地地基处理合理深度进行分析,提出单一的以剩余湿陷量作为地基处理深度的控制标准而与处理厚度没有直接关系,在经济上是不合理的。一定厚度的处理土层(即人工地基)所具有的刚度是有抵御湿陷引起的变形能力的,在确定地基处理深度时应考虑人工地基的“架越”作用,发挥其可能利用的潜力,以减少不必要的处理深度,为工程设计计算提供参考,解决大厚度湿陷性黄土场地地基处理后剩余湿陷量仍不能满足规范要求这一难题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 湿陷性黄土场地地基处理常用方法和研究现状
• 1.2 湿陷性黄土场地地基处理措施的研究方向
• 1.3 本文研究的目的、意义、方法
• 第2章 整片处理地基模型试验
• 2.1 模型设计理论
• 2.1.1 模型的定义
• 2.1.2 模型的相似原理
• 2.1.3 模型试验的相似准则
• 2.2 黄土湿陷变形理论
• 2.2.1 土的本构模型概述
• 2.2.2 湿陷性黄土的强度参数
• 2.2.3 湿陷性黄土的湿陷特性
• 2.2.4 增湿变形的本构模型
• 2.3 室内试验模型介绍
• 2.3.1 模型钢槽及基础
• 2.3.2 加载设备与反力系统
• 2.3.3 土样制备
• 2.3.4 人工地基制备
• 2.3.5 加荷程序
• 2.3.6 人工地基底部湿陷步骤
• 2.4 试验模型的数据采集
• 2.4.1 土体应力的测量
• 2.4.2 土体位移的测量
• 第3章 模型试验数据处理和破坏特征分析
• 3.1 试验①资料整理
• 3.2 试验②资料整理
• 3.3 试验③资料整理
• 3.4 试验④资料整理
• 3.5 地基变形、破坏特征分析
• 第4章 数值模拟计算与结果分析
• 4.1 引言
• 4.1.1 有限差分法的特点和基本原理
• 4.1.2 结构单元和本构模型
• 4.2 土体材料模型计算参数
• 4.3 基本假定和计算模型
• 4.3.1 计算模型的建立
• 4.3.2 计算结果分析
• 4.3.3 模拟地基破坏特征分析
• 4.4 处理深度对地基破坏的影响
• 4.5 室内模型试验和数值模拟计算对比分析
• 第5章 结论与展望
• 5.1 后续研究展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢