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结构性软土地基的固结沉降及稳定研究

王军  
【摘要】: 土的结构性是决定软土工程特性的一个内在因素,开展软土结构性方面的试验和理论研究对进一步弄清软土地基的固结沉降特性是非常重要的。在总结前人研究成果的基础上,本文通过软土的结构性试验、模型建立和理论分析等方法对结构性软土地基的固结沉降特性及稳定性进行了研究。 结合温州软土进行了结构性试验,对软土的结构性进行了系统研究,在Schmertmann和Nagaraj等人实验结论及大量温州软土结构性试验的基础上,得到了结构性软土的四段式压缩曲线:水平段、弹性压缩段、结构破损突降段,正常压缩段。不同扰动度的压缩曲线最终交于0.42e_0位置。 在试验的基础上,提出了C_v-P曲线和k-P曲线的简化分段模型。建立了结构性软土地基固结沉降的基本理论,获得了半无限结构性软土地基一维固结计算解析解,有限厚度结构性软土地基一维固结计算解析解,成层结构性软土地基的一维固结数值解以及考虑土结构性影响的砂井地基固结度计算方法。给出了结构性软土地基施工扰动程度的评价方法,对扰动产生软土地基附加沉降问题的试验进行调查分析,提出了扰动软土的一维压缩模型,给出扰动软土沉降及附加沉降计算公式。比较分析了扰动软土与原状软土固结沉降特性的差异。实例分析表明,施打排水板的实际扰动度约为30%左右,扰动减缓了地基的固结速率,引起地基的附加沉降量也是相当明显的,考虑土结构性的地基沉降计算方法得到的计算结果和地基实际固结沉降量较为吻合,说明了计算理论的可靠性和合理性。 原状结构性软土的固结不排水强度包线为折线型,根据此特征给出了考虑结构性影响的预压地基的强度增长和稳定安全系数计算公式。计算表明,预压结构性软土地基在加载填筑前期也很有可能会失稳破坏。最后从含水量的变化和土体压缩曲线的角度探讨了结构性软土的强度增长及极限值问题,并结合工程实例对结构性软土地基的固结沉降及稳定计算理论进行了验证,得到对实际工程有一定指导意义的一些结论。


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