本文關(guān)鍵詞：欠固結(jié)土石混合體回填土單向固結(jié)模型研究

  更多相關(guān)文章： 土石混合體回填土 含石率 線性固結(jié) 非線性固結(jié) 有限差分

【摘要】：隨著城市化進(jìn)程的加快,在山地城市建設(shè)中經(jīng)常需要開(kāi)山填筑,從而形成了大量的土石混合體回填區(qū),埋深從幾米到上百米不等,而在基礎(chǔ)交通建設(shè)等過(guò)程中不可避免會(huì)穿過(guò)的深厚的土石混合體回填區(qū)。由于欠固結(jié)土石混合體回填土固結(jié)情況較為復(fù)雜且其沉降變形較大,在隧道施工過(guò)程中容易造成地表的不均勻沉降和隧道的坍塌,嚴(yán)重影響了基礎(chǔ)交通的建設(shè)、拖延了施工工期,因此成為了施工中的難點(diǎn)。而目前針對(duì)土石混合體的固結(jié)問(wèn)題的研究甚少,故對(duì)土石混合體回填土的固結(jié)沉降研究具有重要的理論意義和工程參考價(jià)值。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)試驗(yàn)研究和理論推導(dǎo)對(duì)欠固結(jié)土石混合體回填土的單向固結(jié)特性進(jìn)行了較為深入系統(tǒng)的研究。本文主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:(1)從重慶軌道交通五、十號(hào)線的暗挖隧道土石混合體回填區(qū)取得土石混合體回填土,將土石混合體回填土篩分后的土壤和石塊按照不同的含石率w石配和后進(jìn)行單向側(cè)限壓縮試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,得到了不同含石率w石土石混合體回填土的壓縮指數(shù)和壓縮系數(shù)等參數(shù),以及欠固結(jié)土石混合體回填土固結(jié)特性和含石率w石的關(guān)系。(2)根據(jù)前人的研究,對(duì)土石混合體回填土的滲流與滲透特性進(jìn)行分析,并結(jié)合其滲流和滲透試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出土石混合體回填土的滲流符合Forchheimer滲流規(guī)律,并提出不同含石率w石的土石混合體回填土新的滲透關(guān)系式。(3)以土石混合體回填土Forchheimer滲流模型為基礎(chǔ),在變荷的條件下不考慮土石混合體回填土的壓縮性和滲透性隨時(shí)間的變化,進(jìn)行理論推導(dǎo)建立了欠固結(jié)土石混合體回填土線性單向固結(jié)偏微分方程,得到了偏微分方程的有限差分解。然后,用MATLAB軟件對(duì)欠固結(jié)土石混合體回填土線性單向固結(jié)偏微分方程的有限差分解進(jìn)行編程計(jì)算并驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)欠固結(jié)土石混合體回填土線性單向固結(jié)模型的不同參數(shù)賦值,分析了非達(dá)西滲流影響系數(shù)?、荷載、土的厚度等參數(shù)對(duì)欠固結(jié)土石混合體回填土的線性單向固結(jié)性狀的影響。(4)在線性單向固結(jié)的基礎(chǔ)上,綜合分析了土石混合體回填土滲透性和壓縮性隨時(shí)間的變化。引入了土石混合體回填土滲透特性關(guān)系式和壓縮特性關(guān)系式進(jìn)行理論推導(dǎo)并考慮了自重應(yīng)力的分布形式,建立了欠固結(jié)土石混合體回填土非線性單向固結(jié)微分方程并得出其有限差分解。然后,在欠固結(jié)土石混合體回填土非線性單向固結(jié)微分方程有限差分解的基礎(chǔ)上,用MATLAB軟件對(duì)其進(jìn)行編程計(jì)算并驗(yàn)證了其程序計(jì)算框架的可靠性。最后分析了自重應(yīng)力分布形式、含石率w石和壓縮指數(shù)cC和滲透指數(shù)kC等各種參數(shù)對(duì)欠固結(jié)土石混合體回填土的非線性單向固結(jié)特性的影響。
【關(guān)鍵詞】：土石混合體回填土 含石率 線性固結(jié) 非線性固結(jié) 有限差分
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU43
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-14
• 主要符號(hào)14-15
• 1 緒論15-25
• 1.1 問(wèn)題的提出及研究意義15-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀16-22
• 1.2.1 土石混合體回填土物理力學(xué)特性研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 線性單向固結(jié)理論研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.3 非線性單向固結(jié)理論研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線22-25
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容22-23
• 1.3.2 技術(shù)路線23-25
• 2 土石混合體回填土固結(jié)試驗(yàn)研究25-41
• 2.1 工程概況25-26
• 2.1.1 工程地質(zhì)情況26
• 2.1.2 水文地質(zhì)情況26
• 2.2 土石混合體回填土單向分級(jí)壓縮固結(jié)試驗(yàn)26-32
• 2.2.1 ZY50-2G型試驗(yàn)機(jī)26-27
• 2.2.2 壓縮固結(jié)試驗(yàn)步驟27-32
• 2.3 土石混合體回填土試驗(yàn)結(jié)果分析32-39
• 2.3.1 單向壓縮固結(jié)試驗(yàn)結(jié)果32-36
• 2.3.2 土石混合體壓縮性分析36-39
• 2.4 本章小結(jié)39-41
• 3 土石混合體回填土的單向固結(jié)特性研究41-79
• 3.1 引言41
• 3.2 土石混合體回填土滲流特性41-55
• 3.2.1 土中水的分類41-42
• 3.2.2 達(dá)西定律及其修正模型42-47
• 3.2.3 土石混合體回填土滲流模型47-55
• 3.3 土石混合體回填土滲透特性55-66
• 3.3.1 土的滲透性分析55-56
• 3.3.2 滲透性影響因素56-62
• 3.3.3 土石混合體回填土滲透模型62-66
• 3.4 土石混合體回填土壓縮特性66-78
• 3.4.1 非線性壓縮模型研究66-67
• 3.4.2 非線性壓縮模型擬合分析67-78
• 3.5 本章小結(jié)78-79
• 4 土石混合體回填土（非）線性單向固結(jié)模型79-99
• 4.1 引言79
• 4.2 有限差分法79-86
• 4.2.1 矩陣的LU分解80-82
• 4.2.2 追趕法82-83
• 4.2.3 Crank—Nicholson差分格式83-84
• 4.2.4 迭代法84-86
• 4.3 土石混合體回填土線性單向固結(jié)模型86-91
• 4.3.1 線性單向固結(jié)模型的假設(shè)條件86-87
• 4.3.2 線性單向固結(jié)微分方程的建立87-88
• 4.3.3 線性單向固結(jié)微分方程的有限差分解88-91
• 4.4 土石混合體回填土非線性單向固結(jié)模型91-96
• 4.4.1 非線性單向固結(jié)模型的假設(shè)條件91
• 4.4.2 非線性單向固結(jié)微分方程的建立91-93
• 4.4.3 非線性單向固結(jié)微分方程的有限差分解93-96
• 4.5 本章小結(jié)96-99
• 5 土石混合體回填土單向固結(jié)特性影響因素分析99-129
• 5.1 MATLAB簡(jiǎn)介99
• 5.2 土石混合體回填土線性單向固結(jié)影響因素分析99-111
• 5.2.1 線性單向固結(jié)模型有限差分解的驗(yàn)證100-107
• 5.2.2 非達(dá)西滲流影響系數(shù) b 對(duì)固結(jié)特性的影響107-108
• 5.2.3 荷載大小對(duì)固結(jié)特性的影響108-109
• 5.2.4 土層厚度對(duì)固結(jié)特性的影響109-110
• 5.2.5 加載速率對(duì)固結(jié)特性的影響110-111
• 5.3 土石混合體回填土非線性單向固結(jié)影響因素分析111-126
• 5.3.1 非線性單向固結(jié)模型有限差分解的驗(yàn)證112-117
• 5.3.2 自重應(yīng)力分布形式對(duì)固結(jié)特性的影響117-118
• 5.3.3 非達(dá)西滲流影響系數(shù) b 對(duì)固結(jié)特性的影響118-120
• 5.3.4 含石率w_石對(duì)固結(jié)特性的影響120-121
• 5.3.5 壓縮指數(shù)C_c和滲透指數(shù)C_k對(duì)固結(jié)特性的影響121-125
• 5.3.6 施加荷載速率對(duì)固結(jié)特性的影響125-126
• 5.4 本章小結(jié)126-129
• 6 結(jié)論與建議129-131
• 6.1 結(jié)論129-130
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)130
• 6.3 建議130-131
• 致謝131-133
• 參考文獻(xiàn)133-141
• 附錄141
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄141
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目141

【參考文獻(xiàn)】

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