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排水板堆载预压法处理软基现场试验研究与数值分析

崔耀  
【摘要】:软土在我国分布极为广泛,软土地基具有沉降量大、承载能力低以及固结时间长等工程特性,在其上建造构筑物在使用期间会产生不均匀沉降及沉降,影响到构筑物的正常使用,严重者甚至造成质量安全事故。而近年来随着国民经济的发展,大量道路、机场、港口等各类工程采用排水板堆载预压法对软基进行处理,取得良好的加固效果,然后也存在着工后沉降较大,地基承载力不足等问题,而加固设计计算也仍有待改进。因此分析软土地基的沉降变化发展规律,控制合理的施工进度,改进设计方法,更精确的预测工后沉降具有很重要的实际意义。 本文依托于某国际机场扩建工程西货运区堆载预压地基处理工程,在总结前人的工作基础上,通过现场监测实验,理论预测,数值分析等方法进行了一下几个方面的工作: (1)分析现场监测数据,根据现场施工加载进度,研究了排水板堆载压法处理软土地基,土体的沉降与各层土体的沉降规律,孔隙水压力消散规律,以及地基的固结效果。 (2)采用Logistic模型,双曲线模型,指数曲线模型,幂函数曲线模型,根据实测沉降数据分别进行最终沉降量预测,综合考虑误差与拟合度,对比分析预测结果,得出合理的最终沉降量取值;采用分层总和法计算最终沉降量,提出改进的计算经验系数。 (3)分析总结现有设计计算方法中存在的问题与缺陷,针对主要不足,考虑土体压缩特性以及平均固结度沿深度变化的影响,土体的非线性,以及施工过程的影响,采取相应的设计改进计算方法,形成初步的控制工后沉降的计算方法。 (4)采用简化方法,根据固结等效的原则,并考虑井阻与涂抹作用,从而将复杂砂井地基转化为砂墙地基,便于进行有限元简化计算;基于ABAQUS有限元分析软件,结合实际工程提供的土层参数,对排水板堆载预压法加固软基进行全过程模拟,并预测最终沉降量,将计算结果与实测数据以及理论计算数据进行对比,表明数值方法模拟软土地基沉降满足工程精度要求,建议在实际设计与施工中加以采用。 (5)发现大面积堆载有限元数值模拟计算沉降误差较大,地表沉降呈“马鞍型”分布,针对加载时间与加固区尺寸对数值计算结果的偏差影响,提出解决方法。


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