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《河海大学》 2003年
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真空—堆载联合预压法加固机理与计算理论研究

彭劼  
【摘要】: 真空预压法及真空-堆载联合预压法作为一种软土地基处理方法,具有诸多优点。随着我国大规模建设热潮,真空-堆载联合预压法也得到进一步的广泛应用。真空预压法及真空-堆载联合预压法在机理研究、施工工艺、设计理论等方面得到了较大的发展,但是同工程实践相比理论研究相对滞后,不少理论问题仍未能得到圆满解决。如真空预压法的加固深度、真空预压区地下水位的变化情况及真空预压和堆载预压加固效果的差别、真空预压对周围环境的影响等问题以及缺乏简便实用的真空预压设计计算方法等,因此制约了该方法的进一步推广和应用,已引起国内外学术界和工程界的广泛关注。 本文在前人工作的基础上,通过现场试验、室内试验和理论分析,对真空—堆载联合预压的加固机理与计算方法问题进行了较为深入的探讨。本文的主要工作有: (1)结合现场试验对真空-堆载联合预压法的加固效果进行了研究,并分析了真空-堆载联合预压下的水位变化、加固深度等问题。 (2)改进了现有的试验仪器,并进行了真空预压、堆载预压、真空-堆载联合预压及各向等压的试验。结果表明真空预压在变形、土体加固等方面接近于各向等压,土体加固效果要优于堆载预压。 (3)根据固结度等效的原则,提出了与单井固结理论等效的成层均质地基等效渗透系数计算方法,从而将复杂砂井地基转化为无砂井成层地基,可用于平面应变有限元简化计算。 (4)编制了三维Biot固结有限元程序,针对软士的流变特性,对Borja的流变模型进行了改进并将其考虑到三维Biot固结有限元程序中去。 (5)考虑到真空-堆载联合预压处理地基中塑料排水板的作用特点,提出了一种三维排水板单元,以此代替塑料排水板实体单元,在精度满足要求的前提下,能够大大减少三维Biot有限元分析的计算量,并与解析解、常规有限元方法进行了比较、验证。 (6)在上述工作的基础上,针对真空-堆载联合预压处理的高速公路路基变形特点,应用三维Biot固结有限元对某真空-堆载联合预压处理的高速公路软基工程实例进行了计算,并和常用的平面应变方法进行了比较,结果表明,三维Biot固结有限元的计算结果更加精确和全面。值得进一步研究、推广。 (7)在轴对称单井模型的基础上,推导了考虑真空荷载施加过程的真空预压下地基孔压及固结度的解析解,同时可考虑井阻、涂抹等因素。 (8)根据以前真空-堆载联合预压解析解的不足之处,推导了真空-堆载联合预压下地基孔压及固结度的解析解。本文的解析解将真空荷载视为瞬时施加,而将堆载荷载的施加考虑为线性施加过程,因此可以考虑堆载施加的时间影响,与实际工程情况更 摘要 加接近,并可同时考虑井阻、涂抹的影响。 (9)研究了真空作用下地基沉降与堆载的不同之处,提出了负压下地基沉降计算的 修正方法。负压下的地基沉降计算,应考虑其受力特点的影响,本文的理论推导以及 实际_「程验i正,都表明了现有的规范对真空预压地基的沉降估算修正系数过大。而一 般真空一堆载联合预压的分层总和法计算修正系数可取0.77一1 .20。同时结合本文推导的 固结度计算,可以对真空预压及真空一堆载联合预压工程进行简化设计。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TU472

【引证文献】
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9 本报特约记者 吕立祥;绿树红花扮靓灰色楼顶[N];中国花卉报;2007年
10 袁仁祥 张玉芹;十三局集团一公司宣杭线主体完成[N];中国铁道建筑报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 彭劼;真空—堆载联合预压法加固机理与计算理论研究[D];河海大学;2003年
2 但汉成;饱和沥青路面动力耦合分析与路面非饱和排水设计理论研究[D];中南大学;2011年
3 邓岳保;竖井地基固结解析理论与有限元分析[D];浙江大学;2013年
4 苑晓青;新型真空预压法室内模拟试验与沉降的预测研究[D];吉林大学;2012年
5 吴春勇;真空联合堆载预压软土路基稳定控制与沉降预测[D];吉林大学;2007年
6 宋晶;分级真空预压法加固高粘性吹填土的模拟试验与三维颗粒流数值分析[D];吉林大学;2011年
7 孙立强;超软吹填土地基真空预压理论及模型试验的研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 习志雄;真空预压法处理吹填淤泥质软土地基的颗粒流数值模拟[D];北京交通大学;2010年
2 代培基;真空预压法在永定新河防潮闸软土基础处理中的应用及效果分析[D];天津大学;2010年
3 熊志福;软土区真空预压法施工对周围构筑物的影响的研究[D];天津大学;2007年
4 吴坤标;新近吹填土真空预压模型试验研究[D];天津大学;2010年
5 刘伏成;路堤软基沉降预测方法研究[D];武汉理工大学;2004年
6 陈少青;两种不同长度竖向排水体在真空预压法中应用的研究[D];天津大学;2010年
7 周军;路堤软土地基沉降数值分析[D];福州大学;2003年
8 陈鑫;四川盆地公路建设典型软基处治沉降过程模拟与数值分析[D];西南交通大学;2011年
9 成志勇;直角坐标系下横观各向同性层状饱和地基与结构共同作用[D];同济大学;2008年
10 王蕴智;真空联合堆载预压法现场试验研究及数值分析[D];扬州大学;2012年
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