mba論文劈裂真空法加固軟土地基理論與工程應(yīng)用研究pdf

1、T H E O R Y S T U D Y A N D E N G ⅢE E R ⅢG A P P L I C A T I O N O N C O M B I N E D M E T H O D O F V A C U U M P R E L O A D I N G 秈P N E U M A T I C F R A C T U R I N G F O R S O F T G R O U N D A D i s s e r t a t i

2、 o n S u b m i R e d t o S o u t h e a s t U n i v e r s i t y F o r t h e A c a d e m i c D e g r e e o f D o c t o r o f E n g i n e e r i n g B y H a n W e n - j u n S u p e r v i s e d b y P r o f e s s o r L i u S o

3、 n g —y u 一 一A s s o c i a t e P r o f e s s o r Z h a n g D i n g - w e n S c h o o l o f T r a n s p o r t a t i o n S o u t h e a s t U n i v e r s i t y O c t o b e r 2 0 1 2摘要 摘要 軟土地基處理是我國沿江沿海地區(qū)工程建設(shè)經(jīng)常面臨的技術(shù)難題，特別是我國東南

4、沿海 地區(qū)，深厚海相軟土處理是城市建設(shè)、港口工程、交通設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，探討經(jīng)濟 高效的深厚軟基處理技術(shù)是目前我國工程界迫切需要解決的難題。氣壓劈裂真空預(yù)壓法加固 軟土地基新技術(shù)( 簡稱“劈裂真空法”) 是聯(lián)合真空預(yù)壓法和氣壓劈裂技術(shù)的一種新型地基處 理技術(shù)，深入開展該新技術(shù)的加固機理和設(shè)計方法等理論研究旨在為該技術(shù)的推廣應(yīng)用提供 科學(xué)依據(jù)。 本文以國家自然基金項目( N o ．5 1 0 7 8 0 8 3 、N o ．5 0

5、8 0 8 0 4 6 ) 和江蘇交通科技項目( N o ．0 8 Y 3 4 ) 為依托，以劈裂真空法為研究對象，以揭示其加固機理和技術(shù)應(yīng)用為目標(biāo)，采用室內(nèi)模型試 驗、數(shù)值模擬、理論分析及現(xiàn)場試驗相結(jié)合的方法對劈裂真空法加固軟土地基技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng) 研究，主要研究內(nèi)容和成果如下： ( 1 ) 系統(tǒng)總結(jié)了真空預(yù)壓法加固軟土地基技術(shù)和氣壓劈裂技術(shù)的研究進(jìn)展，對真空預(yù)壓 法的加固機理、固結(jié)理論、沉降變形特性等方面的研究成果進(jìn)行了分析，指出其存在

6、問題； 同時對氣壓劈裂技術(shù)的機理及應(yīng)用進(jìn)行分析，指出了真空預(yù)壓法與氣壓劈裂技術(shù)結(jié)合的優(yōu)勢 與可能性。 ( 2 ) 設(shè)計并開展了劈裂真空法室內(nèi)模型試驗，真空荷載作用下土體的劈裂效果試驗結(jié)果 表明，氣壓劈裂可使土體產(chǎn)生裂隙，裂隙集中于噴氣口深度處，以微裂隙居多；土體中劈裂 裂隙使得超靜孔隙水壓力呈三階段變化規(guī)律；真空荷載作用下，劈裂改變排水板中壓力梯度， 有利于排水并減小井阻效應(yīng)，微裂隙數(shù)量增多。 ( 3 ) 劈裂真空法與常規(guī)真空法加固軟土

7、模型試驗結(jié)果表明，氣壓劈裂可顯著改善排水體 中真空度傳遞效率；劈裂真空法加固軟土初期沉降速率明顯快于常規(guī)真空預(yù)壓法，隨著噴氣 壓力的增大而加快，增長幅度趨于平緩；劈裂真空法加固軟土沉降大于常規(guī)真空預(yù)壓法，工 后沉降量小于常規(guī)真空預(yù)壓法；劈裂真空法使得加固后土體含水量、壓縮系數(shù)小于常規(guī)真空 預(yù)壓法，且遠(yuǎn)離排水邊界的土體差異更為顯著；劈裂真空法加固土體強度增長最大幅度較常 規(guī)預(yù)壓法提高1 ．5 ~ 2 ．0 倍；劈裂真空法新技術(shù)可縮短地基固

8、結(jié)時間，提高加固效果，亦能提高 整個地基的均勻性。 ( 4 ) 基于壓力控制邊界的圓孔擴張理論對氣壓劈裂初始階段進(jìn)行模擬，得到土體破壞方 向與土體應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)力大小、土體參數(shù)的關(guān)系。在此基礎(chǔ)之上，建立了考慮氣體低粘滯性 和高滲漏性的氣壓劈裂裂隙擴展理論模型，對模型的適用條件及關(guān)鍵影響因素進(jìn)行分析。研 究結(jié)果表明，初始應(yīng)力各向異性時，高壓氣體作用下土體破壞時間和范圍差異明顯，破壞始 于孔周初始大主應(yīng)力方向上，且破壞范圍也在此方向最大；當(dāng)擬