發(fā)布時間：2020-10-17 03:25

　　 在我國軟土主要分布在長三角洲、珠三角洲、渤海灣以及福建、浙江等沿海地區(qū),其明顯的蠕變特性對實(shí)際工程中的工后沉降有很大的影響。隨著我國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,圍海造陸的不斷興起大型建設(shè)工程迅速發(fā)展,許多實(shí)際工程的基礎(chǔ)修筑在軟弱的地基上,軟土地基會發(fā)生的蠕變變形,產(chǎn)生過大的不均勻沉降會影響到建筑物或構(gòu)筑物的使用壽命和使用安全。能夠建立準(zhǔn)確、真實(shí)的描述軟土蠕變變形的本構(gòu)模型,可以較好的預(yù)測工程實(shí)踐中軟土變形的發(fā)展。本文以廣州番禺原狀軟土為研究對象,通過一維固結(jié)蠕變試驗(yàn)和掃描電鏡試驗(yàn),從宏觀和微觀方面出發(fā),探究軟土蠕變變形機(jī)理,研究軟土蠕變本構(gòu)模型。本文的主要研究內(nèi)容以及結(jié)論有如下幾點(diǎn):(1)對番禺天然軟土進(jìn)行固結(jié)蠕變試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,在不同軸向應(yīng)力作用下,番禺軟土的蠕變變形都會隨時間增長而增大,但在不同軸向應(yīng)力下各蠕變應(yīng)變量的增長幅度不同。在分別加載過程中,隨著軸向應(yīng)力的增大,番禺原狀土樣的孔隙比e不斷降低,土樣的壓縮變形量逐漸增加。番禺軟土是一種具有黏彈塑性特性的軟土,其塑性變形隨著軸向應(yīng)力的提高而顯著。(2)對番禺原狀土樣和固結(jié)蠕變后土樣進(jìn)行SEM(掃描電鏡)試驗(yàn),采用IPP(Image Pro Plus)圖像處理技術(shù)對SEM圖像進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)番禺原狀土樣的微觀結(jié)構(gòu)主要是以蜂窩狀結(jié)構(gòu)和基質(zhì)狀結(jié)構(gòu)為主,土體顆粒接觸方式主要為邊-邊接觸和邊-面接觸;軟土在蠕變過程中,土體顆粒和孔隙大小的變化都遵循大孔隙優(yōu)先改變原則,顆粒和孔隙的輪廓變得“圓滑”且形狀趨向于扁圓形。番禺軟土在蠕變后,顆粒的定向性變得更有序,孔隙的定向性變得混亂。(3)從宏微觀的角度出發(fā),基于前文的蠕變試驗(yàn)成果,采用定性定量的分析方法,結(jié)合宏觀力學(xué)特性和微觀結(jié)構(gòu)特征,分析番禺軟土在荷載作用下的蠕變變形機(jī)理。番禺軟土蠕變屬于衰減型蠕變,會出現(xiàn)衰減蠕變階段和穩(wěn)定蠕變階段。軟土蠕變過程中,微觀結(jié)構(gòu)從無序狀態(tài)歷經(jīng)過渡到有序(定向)狀態(tài),到宏觀層面體現(xiàn)出另外一種無序狀態(tài)的過程;蠕變影響因素較多,在研究軟土蠕變機(jī)理時,選擇合理的時間尺度和變形尺度尤其重要。(4)根據(jù)番禺軟土蠕變變形曲線的分析,將蠕變變形劃分為三部分:線性黏彈性變形、線性黏塑性變形和非線性黏塑性變形。通過對番禺軟土的應(yīng)力與應(yīng)變等時蠕變曲線分析,發(fā)現(xiàn)番禺軟土蠕變具有非線性蠕變特性,基于半理論半經(jīng)驗(yàn)的建模思路,提出了番禺軟土非線性蠕變本構(gòu)模型,通過模型計(jì)算不同固結(jié)試驗(yàn)條件下的蠕變變形,其計(jì)算結(jié)果與軟土蠕變試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合程度較高,說明所建立的非線性蠕變本構(gòu)模型能較好的描述番禺軟土的蠕變變形特征。通過對珠海金灣軟土固結(jié)蠕變變形的預(yù)測,非線性蠕變模型擬合曲線與試驗(yàn)曲線吻合程度較好,證明了該本構(gòu)模型適用于描述珠三角地區(qū)軟土蠕變特性。
【學(xué)位單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU447
【部分圖文】：

.1 研究背景與意義在我國軟土主要分布在長三角洲、珠三角洲、渤海灣以及福建、浙江等沿海地區(qū)土是泥炭、泥炭質(zhì)土、淤泥、淤泥質(zhì)土等土的統(tǒng)稱，其典型類型有淤泥和淤泥質(zhì)土同類型的軟土有不一樣的力學(xué)特征和工程特性。隨著我國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，圍海造陸的不斷興起（如圖 1-1 所示），大型建設(shè)如機(jī)場、港口、地鐵隧道、高層建筑等迅速發(fā)展，大部分工程的基礎(chǔ)通常修筑在軟之上，再加上建筑工程規(guī)模和復(fù)雜性的增大，給我們帶來了諸多復(fù)雜的工程難題。，軟土的工程特性的研究正成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，具有巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

廣州大學(xué)碩士學(xué)位論文年里由于路基的不均勻沉降，路面不斷地發(fā)生下沉、隆起和開裂，最大沉降落差為嚴(yán)重影響行車安全，如圖 1-3 所示。在 2013 年廣州市番禺區(qū)某單元居民住宅樓軟土蠕變的特性考慮不周，地基基礎(chǔ)發(fā)生了過大的不均勻沉降，導(dǎo)致樓體發(fā)生過斜存在著重大的安全隱患，造成不良的社會影響，如圖 1-4 所示。有資料顯示，因軟土蠕變引起的不均勻沉降災(zāi)害給珠三角地區(qū)的經(jīng)濟(jì)造成重為了解決實(shí)際工程中遇到的軟土問題，對珠三角軟土蠕變特性和機(jī)理進(jìn)行探究是要的，已成為目前巖土研究領(lǐng)域的關(guān)注的熱點(diǎn)。

廣州大學(xué)碩士學(xué)位論文年里由于路基的不均勻沉降，路面不斷地發(fā)生下沉、隆起和開裂，最大沉降落差為嚴(yán)重影響行車安全，如圖 1-3 所示。在 2013 年廣州市番禺區(qū)某單元居民住宅樓軟土蠕變的特性考慮不周，地基基礎(chǔ)發(fā)生了過大的不均勻沉降，導(dǎo)致樓體發(fā)生過斜存在著重大的安全隱患，造成不良的社會影響，如圖 1-4 所示。有資料顯示，因軟土蠕變引起的不均勻沉降災(zāi)害給珠三角地區(qū)的經(jīng)濟(jì)造成重為了解決實(shí)際工程中遇到的軟土問題，對珠三角軟土蠕變特性和機(jī)理進(jìn)行探究是要的，已成為目前巖土研究領(lǐng)域的關(guān)注的熱點(diǎn)。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2844197