黄河三角洲咸水区水泥土深层搅拌桩复合地基承载与沉降特性研究

论文摘要

黄河三角洲是年轻陆地,广泛分布着以低液限粉土、含砂的亚粘土、粉砂土为主的沉积土,工程性质差,有些地区甚至是欠固结土,为减小高填方路基等上部建筑物过大的不均匀沉降,往往采用水泥土深层搅拌桩对地基进行加固,但黄河三角洲地区存在大面积地下咸水,地下水和土的矿化度都很高。前期研究已表明,咸水拌和水泥土的耐久性很差,由此会引起搅拌桩复合地基承载性能发生衰变,最终导致路基等上部建筑发生过大沉降（如桥头跳车现象）或失稳破坏,这将导致复合地基实际短寿命与道路等上部结构设计长寿命不协调的现象,不仅带来国有资产的浪费,而且产生很坏的社会影响。本文在对黄河三角洲典型区域地下水质和土力学性质进行调查和分析基础上,利用试验和理论等综合手段,对水泥土力学性能的衰变特性及其对复合地基整体承载性的影响等进行了系统研究：1、以滨德高速公路k15+155.5-k15+205.5段作为试验段,对黄河三角洲咸水区土和水的特性进行了调查与分析；2、基于室内试验,研究了黄河三角洲咸水区水泥土力学特性随时间的变化规律,并与正常水泥土进行了比较分析；3、为了研究黄河三角洲咸水区水泥土桩复合地基的沉降和承载特性,进行了1：50的模型试验研究。研究发现水泥土劣化将使复合地基沉降明显增大,复合地基承载性能降低；桩体缺陷将加快严酷地下咸水环境下的水泥土劣化,进而导致搅拌桩复合地基的沉降明显增大,所以在黄河三角洲搅拌桩施工中更应该严格控制施工质量；适当减小边桩长度,工程成本明显减小,但复合地基总体承载性能变化不大,在设计中值得推荐。本文为黄河三角洲咸水区复合地基的耐久性设计提供了理论支撑和技术指导,具有重要的经济和社会意义。本文受到国家自然科学基金项目（51078222；50708056）和山东大学自主创新基金杰出青年培养项目（2010JQ001）的资助。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究进展与分析
• 1.3 研究内容
• 1.4 创新点
• 1.5 技术路线
• 第二章 黄河三角洲地下咸水区土水特性调查与分析
• 2.1 黄河三角洲地下水的演化
• 2.1.1 古黄河三角洲
• 2.1.2 近代和现代黄河三角洲
• 2.2 试验段土的化学特征分析
• 2.2.1 取土样位置
• 2.2.2 土样的易溶盐含量试验
• 2.2.3 土样的定名及含盐量分析
• 2.3 地下咸水理化分析
• 2.4 小结
• 第三章 黄河三角洲含盐水泥土力学特性时变规律试验研究
• 3.1 水泥土固化原理
• 3.2 水泥土室内试验
• 3.2.1 试验目的
• 3.2.2 试验内容
• 3.2.3 试验方案
• 3.2.4 试验准备
• 3.2.5 测试结果及分析
• 3.2.6 小结
• 第四章 黄河三角洲咸水区水泥土桩复合地基模型试验研究
• 4.1 模型试验基本原理
• 4.1.1 量纲分析
• 4.1.2 量纲分析的方法
• 4.1.3 模型比尺
• 4.2 试验方案
• 4.3 模型箱研制
• 4.4 桩体和复合地基模拟
• 4.5 路堤荷载模拟方法
• 4.6 模型试验过程及测试
• 4.6.1 模型材料
• 4.6.2 模型制作
• 4.6.3 模型加载
• 4.6.4 测试
• 4.7 试验结果与分析
• 4.7.1 复合地基沉降
• 4.7.1.1 地表沉降
• 4.7.1.2 分层沉降
• 4.7.2 复合地基变形与破坏
• 4.8 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 进一步研究的建议
• 参考文献
• 攻读学位期间承担科研项目与发表的论文
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表