沿海圍墾區(qū)濕度場變化對路橋樁基的影響研究
發(fā)布時間:2022-08-23 23:09
沿海灘涂圍墾會導(dǎo)致墾區(qū)內(nèi)地基土的濕度場發(fā)生顯著變化,從長時影響效應(yīng)來看,總體表現(xiàn)為地基土的干縮沉降現(xiàn)象,同時由于海相軟土具有一定的流變性,在濕度變化與蠕變聯(lián)合作用下往往會導(dǎo)致地基土應(yīng)力場隨時間發(fā)生改變,從而使樁基產(chǎn)生隨時間不斷增加的偏移,危及橋梁的正常使用,甚至導(dǎo)致安全事故。本文依托浙江省交通廳科研項目“沿海灘涂圍墾作業(yè)對鄰近橋樁影響的時空特性及對策研究”(2014H39),采用現(xiàn)場調(diào)查、理論分析、室內(nèi)試驗及數(shù)值模擬的方法,針對圍墾區(qū)內(nèi)濕度場變化并考慮軟土蠕變效應(yīng),對樁基變形的時間相關(guān)性展開研究,主要研究內(nèi)容及成果歸結(jié)為如下幾點。首先,基于對濕度場與溫度場控制微分方程對比分析,討論了濕度場與溫度場的參數(shù)對應(yīng)關(guān)系,給出了濕度場變化時干縮系數(shù)與熱膨脹參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系式,并通過室內(nèi)試驗,測得了海相軟土的干縮系數(shù),為后續(xù)溫度場等效代替濕度場模擬分析濕度-蠕變聯(lián)合作用下的樁基變形提供理論支撐及相關(guān)參數(shù)。其次,通過對海相軟土取樣顆粒分析實驗,得出了淤泥質(zhì)土的粒徑分布特征。根據(jù)粒徑分布及圍墾區(qū)氣候特征,利用VADOSE/W軟件進(jìn)行了蒸發(fā)條件下地基土含水率分布及變化特征研究,得出了含水率分布隨時間變化的基...
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及問題的提出
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 濕度應(yīng)力場理論研究與應(yīng)用
1.2.2 土的收縮特性研究方面
1.2.3 圍墾工程對路橋樁基的影響研究
1.3 本論文的主要內(nèi)容和技術(shù)路線
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究內(nèi)容
1.3.3 技術(shù)路線
第二章 海相軟土的濕度應(yīng)力場理論分析
2.1 濕度場概述
2.2 濕度應(yīng)力場理論
2.2.1 濕度應(yīng)力場控制方程
2.2.2 濕度場的彈塑性狀態(tài)本構(gòu)方程
2.3 溫度場模擬濕度場的理論基礎(chǔ)
2.3.1 控制微分方程相似性
2.3.2 相關(guān)參數(shù)物理含義的相似性
2.3.3 干縮系數(shù)與溫縮系數(shù)的關(guān)系討論
2.4 本章小結(jié)
第三章 海相軟土收縮實驗及濕度變化規(guī)律研究
3.1 圍墾區(qū)海相軟土工程性狀及水文氣象環(huán)境
3.1.1 圍墾區(qū)海相軟土的工程特性及濕度分布
3.1.2 圍墾區(qū)水文氣象條件
3.2 海相軟土實驗研究
3.2.1 海相軟土線收縮率測定
3.2.2 海相軟土的粒徑分布測定
3.3 海相軟土濕度分析數(shù)值模型構(gòu)建
3.3.1 VADOSE/W軟件簡介
3.3.2 數(shù)值模型構(gòu)建及參數(shù)確定
3.3.3 材料參數(shù)
3.3.4 氣候參數(shù)
3.4 蒸發(fā)條件下地基土水分分布及濕度變化規(guī)律
3.4.1 計算分析過程
3.4.2 計算結(jié)果及分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 圍墾地基土濕度應(yīng)力場變化對樁基影響分析
4.1 有限元分析中的幾個關(guān)鍵問題
4.1.1 本構(gòu)模型確定
4.1.2 材料參數(shù)關(guān)系
4.1.3 地應(yīng)力平衡
4.1.4 濕度場加載方式
4.2 有限元分析模型構(gòu)建
4.2.1 基本假定
4.2.2 幾何模型
4.2.3 材料參數(shù)
4.2.4 邊界條件及接觸設(shè)定
4.2.5 濕度場及分析步
4.3 不同緩傾斜坡體對樁基的受力變形時間相關(guān)性分析
4.3.1 計算分析過程
4.3.2 計算結(jié)果及分析
4.4 濕度場作用下不同緩傾斜坡體對樁基的受力變形時間相關(guān)性分析
4.4.1 計算分析過程
4.4.2 計算結(jié)果及分析
4.5 緩傾斜坡體下濕度場穩(wěn)定時間對樁基的變形分析
4.5.1 計算分析過程
4.5.2 計算結(jié)果及分析
4.6 本章小結(jié)
第五章 考慮圍堤影響下地基土濕度場變化對樁基影響分析研究
5.1 引言
5.2 有限元分析模型構(gòu)建
5.2.1 模型尺寸及網(wǎng)格劃分
5.2.2 材料參數(shù)及接觸
5.2.3 濕度場分布及加載方式
5.3 圍堤-濕度影響下不同堤樁距時樁基的受力變形時間相關(guān)性分析
5.3.1 計算分析過程
5.3.2 計算結(jié)果及分析
5.4 圍堤-濕度影響下不同緩傾斜坡體時樁基的受力變形時間相關(guān)性分析
5.4.1 計算分析過程
5.4.2 計算結(jié)果及分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 本論文主要結(jié)論
6.2 進(jìn)一步研究設(shè)想
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間所獲成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]巖土體綜合導(dǎo)熱系數(shù)影響因素研究[J]. 周陽,張卉,桂忠強(qiáng),王克,張亞鴿. 中國地質(zhì)調(diào)查. 2018(01)
[2]一種考慮顯熱和潛熱雙重效應(yīng)的凍土比熱計算方法[J]. 夏錦紅,李順群,夏元友,王杏杏. 巖土力學(xué). 2017(04)
[3]含水率變化環(huán)境下樁土界面摩擦性能研究[J]. 段杰. 城市道橋與防洪. 2016(10)
[4]邊界約束對膨脹土干縮開裂的影響[J]. 袁權(quán),謝錦宇,任柯. 工程地質(zhì)學(xué)報. 2016(04)
[5]連云港基樁工程傾斜事故及對策分析[J]. 王曉軍. 江蘇建筑. 2016(01)
[6]一種膨脹土濕度應(yīng)力場的近似計算方法[J]. 申權(quán),楊果林,房以河,楊天堯,何旭. 深圳大學(xué)學(xué)報(理工版). 2016(01)
[7]流塑狀軟土復(fù)合地基樁土相互作用機(jī)理的研究[J]. 姚建平,李琦,李泰灃,張千里,史存林. 鐵道建筑. 2015(12)
[8]不同平衡堆載條件下樁基承載特性的原位試驗研究[J]. 鄧會元,戴國亮,龔維明,朱中發(fā). 巖土力學(xué). 2015(11)
[9]膨脹巖濕度應(yīng)力場本構(gòu)模型二次開發(fā)研究[J]. 王凱,刁心宏. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2015(S2)
[10]膨脹土收縮性質(zhì)的試驗研究[J]. 汪賢恩,譚曉慧,辛志宇,徐全,謝妍. 巖土工程學(xué)報. 2015(S2)
碩士論文
[1]海涂圍墾區(qū)地基滲流—蠕變對橋樁影響的時間相關(guān)性研究[D]. 劉源.東南大學(xué) 2017
[2]灘涂圍墾土基對樁基影響的研究[D]. 劉宜慶.東南大學(xué) 2017
[3]華東典型灘涂圍墾區(qū)土壤理化性質(zhì)短時間尺度演變特征[D]. 張徐.南京大學(xué) 2016
[4]黃土試樣開裂機(jī)理試驗研究[D]. 白玉鋒.長安大學(xué) 2014
[5]膨脹土干燥收縮特性試驗研究[D]. 張琦.南京大學(xué) 2014
[6]軟土地基上圍墾工程對鄰近橋梁樁基影響的研究[D]. 曹猛.長安大學(xué) 2013
[7]圍海造田地區(qū)吹填土的樁土共同作用有限元分析[D]. 岳林飛.西安建筑科技大學(xué) 2011
[8]臺州灣岸灘演變分析及其灘涂圍墾的可持續(xù)研究[D]. 池云飛.浙江大學(xué) 2010
本文編號:3678655
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及問題的提出
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 濕度應(yīng)力場理論研究與應(yīng)用
1.2.2 土的收縮特性研究方面
1.2.3 圍墾工程對路橋樁基的影響研究
1.3 本論文的主要內(nèi)容和技術(shù)路線
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究內(nèi)容
1.3.3 技術(shù)路線
第二章 海相軟土的濕度應(yīng)力場理論分析
2.1 濕度場概述
2.2 濕度應(yīng)力場理論
2.2.1 濕度應(yīng)力場控制方程
2.2.2 濕度場的彈塑性狀態(tài)本構(gòu)方程
2.3 溫度場模擬濕度場的理論基礎(chǔ)
2.3.1 控制微分方程相似性
2.3.2 相關(guān)參數(shù)物理含義的相似性
2.3.3 干縮系數(shù)與溫縮系數(shù)的關(guān)系討論
2.4 本章小結(jié)
第三章 海相軟土收縮實驗及濕度變化規(guī)律研究
3.1 圍墾區(qū)海相軟土工程性狀及水文氣象環(huán)境
3.1.1 圍墾區(qū)海相軟土的工程特性及濕度分布
3.1.2 圍墾區(qū)水文氣象條件
3.2 海相軟土實驗研究
3.2.1 海相軟土線收縮率測定
3.2.2 海相軟土的粒徑分布測定
3.3 海相軟土濕度分析數(shù)值模型構(gòu)建
3.3.1 VADOSE/W軟件簡介
3.3.2 數(shù)值模型構(gòu)建及參數(shù)確定
3.3.3 材料參數(shù)
3.3.4 氣候參數(shù)
3.4 蒸發(fā)條件下地基土水分分布及濕度變化規(guī)律
3.4.1 計算分析過程
3.4.2 計算結(jié)果及分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 圍墾地基土濕度應(yīng)力場變化對樁基影響分析
4.1 有限元分析中的幾個關(guān)鍵問題
4.1.1 本構(gòu)模型確定
4.1.2 材料參數(shù)關(guān)系
4.1.3 地應(yīng)力平衡
4.1.4 濕度場加載方式
4.2 有限元分析模型構(gòu)建
4.2.1 基本假定
4.2.2 幾何模型
4.2.3 材料參數(shù)
4.2.4 邊界條件及接觸設(shè)定
4.2.5 濕度場及分析步
4.3 不同緩傾斜坡體對樁基的受力變形時間相關(guān)性分析
4.3.1 計算分析過程
4.3.2 計算結(jié)果及分析
4.4 濕度場作用下不同緩傾斜坡體對樁基的受力變形時間相關(guān)性分析
4.4.1 計算分析過程
4.4.2 計算結(jié)果及分析
4.5 緩傾斜坡體下濕度場穩(wěn)定時間對樁基的變形分析
4.5.1 計算分析過程
4.5.2 計算結(jié)果及分析
4.6 本章小結(jié)
第五章 考慮圍堤影響下地基土濕度場變化對樁基影響分析研究
5.1 引言
5.2 有限元分析模型構(gòu)建
5.2.1 模型尺寸及網(wǎng)格劃分
5.2.2 材料參數(shù)及接觸
5.2.3 濕度場分布及加載方式
5.3 圍堤-濕度影響下不同堤樁距時樁基的受力變形時間相關(guān)性分析
5.3.1 計算分析過程
5.3.2 計算結(jié)果及分析
5.4 圍堤-濕度影響下不同緩傾斜坡體時樁基的受力變形時間相關(guān)性分析
5.4.1 計算分析過程
5.4.2 計算結(jié)果及分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 本論文主要結(jié)論
6.2 進(jìn)一步研究設(shè)想
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間所獲成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]巖土體綜合導(dǎo)熱系數(shù)影響因素研究[J]. 周陽,張卉,桂忠強(qiáng),王克,張亞鴿. 中國地質(zhì)調(diào)查. 2018(01)
[2]一種考慮顯熱和潛熱雙重效應(yīng)的凍土比熱計算方法[J]. 夏錦紅,李順群,夏元友,王杏杏. 巖土力學(xué). 2017(04)
[3]含水率變化環(huán)境下樁土界面摩擦性能研究[J]. 段杰. 城市道橋與防洪. 2016(10)
[4]邊界約束對膨脹土干縮開裂的影響[J]. 袁權(quán),謝錦宇,任柯. 工程地質(zhì)學(xué)報. 2016(04)
[5]連云港基樁工程傾斜事故及對策分析[J]. 王曉軍. 江蘇建筑. 2016(01)
[6]一種膨脹土濕度應(yīng)力場的近似計算方法[J]. 申權(quán),楊果林,房以河,楊天堯,何旭. 深圳大學(xué)學(xué)報(理工版). 2016(01)
[7]流塑狀軟土復(fù)合地基樁土相互作用機(jī)理的研究[J]. 姚建平,李琦,李泰灃,張千里,史存林. 鐵道建筑. 2015(12)
[8]不同平衡堆載條件下樁基承載特性的原位試驗研究[J]. 鄧會元,戴國亮,龔維明,朱中發(fā). 巖土力學(xué). 2015(11)
[9]膨脹巖濕度應(yīng)力場本構(gòu)模型二次開發(fā)研究[J]. 王凱,刁心宏. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2015(S2)
[10]膨脹土收縮性質(zhì)的試驗研究[J]. 汪賢恩,譚曉慧,辛志宇,徐全,謝妍. 巖土工程學(xué)報. 2015(S2)
碩士論文
[1]海涂圍墾區(qū)地基滲流—蠕變對橋樁影響的時間相關(guān)性研究[D]. 劉源.東南大學(xué) 2017
[2]灘涂圍墾土基對樁基影響的研究[D]. 劉宜慶.東南大學(xué) 2017
[3]華東典型灘涂圍墾區(qū)土壤理化性質(zhì)短時間尺度演變特征[D]. 張徐.南京大學(xué) 2016
[4]黃土試樣開裂機(jī)理試驗研究[D]. 白玉鋒.長安大學(xué) 2014
[5]膨脹土干燥收縮特性試驗研究[D]. 張琦.南京大學(xué) 2014
[6]軟土地基上圍墾工程對鄰近橋梁樁基影響的研究[D]. 曹猛.長安大學(xué) 2013
[7]圍海造田地區(qū)吹填土的樁土共同作用有限元分析[D]. 岳林飛.西安建筑科技大學(xué) 2011
[8]臺州灣岸灘演變分析及其灘涂圍墾的可持續(xù)研究[D]. 池云飛.浙江大學(xué) 2010
本文編號:3678655
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