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山区高填方地基沉降变形特性研究

2020-12-01阅读(1029)

山区高填方地基沉降变形特性研究

论文摘要

随着填方高度的不断增高和填筑规模的不断增大,填筑体的沉降变形已经成为目前最受关注的问题之一,如何减少填筑体工后沉降是山区高填方工程建设的关键。目前对用碎石土进行大面积填筑的地基变形研究相对较少,以碎石土料填筑形成的地基,其变形机理要比填料类型单一的地基变形机理复杂的多。本文通过理论分析、室内力学试验、室内模型试验、数值分析及现场监测等手段,对混合料力学特性、加筋参数优化、监测平台开发等进行研究,主要结果如下:(1)碎石土的应力应变关系符合双曲线关系,且在低应力作用下表现为剪缩,高应力作用下表现为剪胀;当碎石含量为70%左右时密实度达到最大值,此时土石质量比为2.5:7.5。当碎石含量大于50%后,土石混合料的压缩性均较小,在具有最大密实度时压缩指数达到最小,土石混合料的流变变形与时间呈对数关系;(2)基于室内模型试验,采用控制变量法设计试验,并考虑土工格栅自身性质,采用数值分析方法,研究了不同土工格栅埋置深度、格栅间距和格栅数量组合下,土体的加固效应和土工格栅的受力与变形特性。通过极差和方差分析,得出地基加筋的综合优化组合方案;(3)自动监测预警平台实现了数据监测与分析、监测预警等功能,解决了由于场地地质条件复杂而导致的人工监测困难、系统供电不足及传感器工作异常等难题;(4)监测结果表明,地表沉降不仅与测点所在位置填筑体的高度有关,也和填筑体下部粘土层的厚度有关,地基沉降是一个非常复杂的变形过程,受许多因素的共同影响。随着监测时间的增加,地基沉降量持续增加,沉降规律符合指数衰减模式,沉降量和时间对数呈线性关系,最终趋于收敛,而沉降速率不断下降;锚索预应力损失与由于填筑高度变化而增加的预应力相互弥补。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 高填方地基沉降变形问题提出
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 高填方地基沉降计算方法
  •     1.2.2 填方体本构模型
  •     1.2.3 填料力学特性
  •     1.2.4 加筋土作用机理
  •     1.2.5 强夯模型试验
  •     1.2.6 高填方地基处理
  •   1.3 研究内容及技术路线
  •   1.4 本文主要创新性工作
  • 第2章 土石混合料力学特性室内试验研究
  •   2.1 填料基本物理力学特性
  •     2.1.1 试样制备
  •     2.1.2 粒径级配
  •     2.1.3 击实试验
  •     2.1.4 直剪试验
  •     2.1.5 比重试验
  •     2.1.6 液塑限试验
  •     2.1.7 承载比试验
  •   2.2 基于级配缩尺的填料力学特性研究
  •     2.2.1 试样制备
  •     2.2.2 直剪试验
  •     2.2.3 压缩试验
  •     2.2.4 三轴排水剪切试验
  •   2.3 基于原形级配的填料力学特性研究
  •     2.3.1 试样制备
  •     2.3.2 击实试验
  •     2.3.3 土石混合料力学特性试验研究
  •     2.3.4 碎石土长期流变变形试验
  •   2.4 基于割线模量的压缩变形计算方法
  •   2.5 本章小结
  • 第3章 动力荷载作用下加筋参数优化研究
  •   3.1 加筋模型试验研究
  •     3.1.1 模型试验设计
  •     3.1.2 试验结果分析
  •     3.1.3 小结
  •   3.2 加筋参数优化研究
  •     3.2.1 强夯动力数值模型
  •     3.2.2 正交试验设计及计算结果
  •     3.2.3 动力计算分析
  •     3.2.4 加筋参数综合优化
  •     3.2.5 多元线性回归
  •   3.3 本章小结
  • 第4章 自动监测预警平台开发及应用
  •   4.1 项目条件
  •     4.1.1 项目背景
  •     4.1.2 监测难题
  •   4.2 监测系统设计
  •     4.2.1 系统目标
  •     4.2.2 功能需求分析
  •     4.2.3 系统架构
  •   4.3 硬件组成
  •     4.3.1 无线传感
  •     4.3.2 应力传感器
  •     4.3.3 变形监测仪器
  •     4.3.4 数据采集仪
  •   4.4 软件系统平台设计
  •     4.4.1 软件子系统
  •     4.4.2 监测系统预警管理
  •     4.4.3 数据分析与利用
  •     4.4.4 数据分析结果的实时反馈机制
  •   4.5 项目区监测方案设计
  •     4.5.1 主要监测项目及监测目的
  •     4.5.2 填筑期常规监测方案
  •     4.5.3 自动远程监测方案
  •   4.6 本章小结
  • 第5章 填方地基建造与服役状态评价
  •   5.1 边坡发育概况
  •   5.2 边坡分析评价
  •     5.2.1 定性评价
  •     5.2.2 边坡稳定性影响因素分析
  •   5.3 地基填筑及处理
  •     5.3.1 地基填筑技术
  •     5.3.2 地基处理技术
  •     5.3.3 防治工程设计
  •   5.4 监测结果分析
  •     5.4.1 常规监测结果分析
  •     5.4.2 自动远程监测结果分析
  •     5.4.3 工后沉降预测
  •   5.5 地基质量检测
  •   5.6 本章小结
  • 第6章 结论与展望
  •   6.1 结论
  •   6.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录

    • 文章来源

    类型: 博士论文

    作者: 张国龙

    导师: 杨宇友

    关键词: 高填方地基,沉降变形,力学特性,动力加载,现场监测

    来源: 中国地质大学(北京)

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 地质学,建筑科学与工程

    单位: 中国地质大学(北京)

    基金: “亚热带高填方基础监测”项目

    分类号: TU433

    DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001583

    总页数: 146

    文件大小: 7155K

    下载量: 330

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