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考虑土样损伤真空堆载预压法沉降研究

郭瑶涵  
【摘要】:软土广泛分布在我国沿海、湖泊地区和内河两岸,其不仅具有高含水量与高压缩性,以及低抗剪强度。且具有固结系数小、所需固结时间长,扰动性大、结构性显著等特点。近年来,对软土结构性的研究主要针对固结应变过程和施工环节,事实上,软土在钻探取样、运输及试样制备等环节,必然因扰动引起其结构性状的改变,导致试验土样(扰动土样)的力学指标不能真实反映原位土的力学性状,进而影响工程计算结果。为此,本文选取福州沿海淤泥软土为研究对象,基于复合体损伤模型,通过试验及理论研究,对试样的扰动损伤进行评价。然后对真空堆载联合预压法的沉降计算,考虑扰动损伤对试验力学指标的影响,对既有的固结沉降计算模型进行综合修正。经对比分析实测数据,结果较为合理,令人满意。首先,通过对福州市连江县体育中心建设项目软土(淤泥)的原状、重塑土样进行基本物理性质试验,固结试验以及固结不排水三轴试验,得到相应的e-logP曲线、结构强度、应力-应变关系曲线、应力圆及强度线。研究表明:与原状土样的力学指标相比,扰动土样的压缩系数及压缩指数均增加10%左右,而重塑土样的增加值更多,在25%左右;扰动土样、重塑土样粘聚力分别减小约10%、40%,但摩擦角φ变化不明显,都维持在1°-2°左右;损伤导致扰动土样结构强度和地基承载力均降低约10%,而重塑土更为明显,影响约为扰动土的四倍或以上,达40%;扰动土样的损伤变量ω为24.0%,扰动造成的结构性损伤比较显著,不可忽略。其次,针对既有真空堆载联合预压法的固结沉降计算模型,考虑结构性损伤影响,结合福州市连江可门经济开发区真空堆载联合预压工程,取其中先行施工的A1-9地块进行研究,并利用A3-2地块的实测沉降时程曲线及后续施工的其他地块沉降实测数据进行验证,并取平均综合修正系数,结果表明:未经修正计算得到的最终沉降值与实测值的偏差普遍为8%-12%,经修正计算得到的最终沉降值与实测值的偏差仅为-3%-3%;同样地,经修正的沉降时程曲线与实测沉降时程曲线的拟合度也得到显著提高;并得到采用扰动指标代入损伤模型计算时的综合修正系数取值范围为0.85~0.95。研究结果可供福州乃至我国东部沿海软土地区的工程实践及理论研究参考。


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