超软土上大型充灌袋挤淤法筑路的机理、工艺和计算方法研究

【摘要】：随着我国东部地区经济的快速发展,对土地的需要日益增长,天津滨海新区以及东南沿海地区都在进行大规模围海造陆。围海造陆的关键技术之一,是要在超软土上建造道路和围埝,以便进行吹填和软基加固。本论文提出了一种采用大型粉土冲灌袋挤淤修筑道路和围埝的方法,首先通过室内试验、机理分析、有限元模拟进行了理论研究,然后通过工程实例对可行性进行了验证。本论文的主要工作内容和成果如下: (1)通过室内充灌袋充填材料的试验研究,提出除了中粗砂可以作为充填材料外,粉土也可以作为充填材料。粉土作为天津地区砂子稀缺情况下的充填材料体现出了较大的经济效益。 (2)结合实际工程提出了充灌袋挤淤修建围埝和道路方法的结构形式和施工工艺;根据土力学理论及强度极低的超软土的特点,提出了充灌袋挤淤深度的计算方法;根据巴隆固结理论提出了道路地基固结度及工后沉降的计算方法。 (3)根据冲灌袋的受力平衡条件和几何平滑条件,建立了大型扁平冲灌袋冲灌压力、冲灌高度和冲灌袋材料张力之间的关系,提出了迭代方法和编制的计算机程序,既可以确定顶部为曲线形状的冲灌袋的尺寸、泵送压力、泥浆重度和充灌袋编织物中张力之间的关系,又可解决扁平形状的充灌袋的相应的设计计算问题,成果可用于选取抗力强度满足张力要求的冲灌袋编织布材料。 (4)结合南疆港吹填区道路示范工程,对充灌袋挤淤筑路方法详细施工过程和施工控制方法进行了研究,提出了充灌袋挤淤筑路的技术规程,经比较设计值和工后沉降的实测值验证了设计方法的合理性。 (5)建立了有限元模型,对充灌袋挤淤筑路的施工过程进行了分析模拟方法,可以用来计算充灌袋路堤的稳定性、孔隙水压力分布和固结变形规律。