本文關(guān)鍵詞：軟土地基上橫向小尺寸模袋砂圍堰穩(wěn)定性分析

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【摘要】：橫向小尺寸模袋砂圍堰,即由多個(gè)橫向(寬度方向)尺寸較小,如寬2m、4m、5m,縱向(長(zhǎng)度方向)尺寸達(dá)數(shù)十米以上的模袋砂鋪排堆疊而成的圍堰。因其工程費(fèi)用低、施工作業(yè)面大、效率高、對(duì)軟土地基適應(yīng)性強(qiáng)、易于拆除等優(yōu)點(diǎn),在人工島、海底隧道、圍海造地、航道治理、橋墩承臺(tái)等臨時(shí)圍堰工程中得到了廣泛應(yīng)用。但由于模袋砂力學(xué)性能的復(fù)雜性,目前對(duì)模袋砂圍堰施工過(guò)程力學(xué)行為及穩(wěn)定控制機(jī)理尚不明晰,設(shè)計(jì)施工以經(jīng)驗(yàn)或工程類比為主�；诖�,本文采用數(shù)值模擬和理論相結(jié)合的方法對(duì)軟土地基上橫向小尺寸模袋砂圍堰的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,主要內(nèi)容及研究成果如下:(1)借助有限元軟件ABAQUS建立了軟土地基上橫向小尺寸模袋砂圍堰二維數(shù)值模型,基于強(qiáng)度折減法,分析了圍堰堆筑和抽水工況的力學(xué)行為。計(jì)算結(jié)果表明,軟土地基上橫向小尺寸模袋砂圍堰的穩(wěn)定控制是基于地基的穩(wěn)定控制,而不是圍堰邊坡穩(wěn)定控制。圍堰可視作層層堆疊的弱粘結(jié)砌體結(jié)構(gòu),極限狀態(tài)下并不會(huì)產(chǎn)生切穿模袋的圓弧滑動(dòng)破壞,而是因地基整體剪切破壞導(dǎo)致的模袋砂脫開(kāi)失穩(wěn)。(2)建立了軟土地基上橫向大尺寸模袋砂圍堰二維數(shù)值模型,與橫向小尺寸圍堰進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明,軟土地基上橫向大、小尺寸模袋砂圍堰的穩(wěn)定均為地基承載力所控制,但其力學(xué)特性有所不同:(1)橫向小尺寸模袋砂圍堰的位移大于大尺寸;(2)橫向大尺寸模袋砂圍堰對(duì)模袋材料抗拉強(qiáng)度的要求高于小尺寸。(3)結(jié)合已有巖石、碎石土等硬質(zhì)地基上模袋砂圍堰研究成果,與軟土地基上模袋砂圍堰進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明,硬質(zhì)和軟土地基上模袋砂圍堰的破壞形式均為失穩(wěn)破壞,不同的是硬質(zhì)地基上圍堰的破壞形式為沿模袋砂層間的界面滑移失穩(wěn)或因堆高過(guò)大產(chǎn)生的豎向壓壞;而軟土地基上圍堰的破壞形式為地基的失穩(wěn)破壞。(4)針對(duì)軟土地基承載力弱的問(wèn)題,借助數(shù)值手段模擬了不同寬、高度反壓平臺(tái)作用下圍堰的力學(xué)特性,明確了其對(duì)圍堰穩(wěn)定的影響規(guī)律;分析了攪拌樁加固地基圍堰受力變形情況,基于分縫處剪應(yīng)力大的力學(xué)特征提出攪拌樁優(yōu)化布置方案;總結(jié)了真空預(yù)壓加固地基安全系數(shù)和強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律,針對(duì)圍堰對(duì)地基強(qiáng)度變形要求不高的特點(diǎn)給出設(shè)計(jì)施工建議;探討了均質(zhì)地基上圍堰可能的破壞形式;給出了圍堰坡比選取建議。(5)基于地基承載力理論,推導(dǎo)了深厚淤泥地基上圍堰堆高及有限厚度淤泥地基上圍堰堆高與淤泥厚度關(guān)系的預(yù)測(cè)公式。
【關(guān)鍵詞】：模袋砂圍堰 軟土地基 穩(wěn)定性 橫向小尺寸 地基承載力 數(shù)值分析
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV551.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 選題的背景和研究意義11-13
• 1.1.1 選題背景11-12
• 1.1.2 研究意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 試驗(yàn)研究14-15
• 1.2.2 理論研究15-16
• 1.2.3 數(shù)值模擬16-17
• 1.2.4 研究現(xiàn)狀評(píng)價(jià)17-18
• 1.3 本文主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)18-21
• 1.3.1 研究技術(shù)路線18-19
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.3.3 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)20-21
• 第二章 天然軟土地基上橫向小尺寸模袋砂圍堰穩(wěn)定性數(shù)值分析21-49
• 2.1 引言21
• 2.2 深厚天然軟土地基上模袋砂圍堰力學(xué)行為數(shù)值分析21-40
• 2.2.1 強(qiáng)度折減法概述21-24
• 2.2.2 模型的建立24-28
• 2.2.3 基于強(qiáng)度折減法的極限狀態(tài)計(jì)算結(jié)果與分析28-35
• 2.2.4 模袋應(yīng)力分析35-39
• 2.2.5 圍堰穩(wěn)定控制討論39-40
• 2.3 模袋砂圍堰穩(wěn)定性影響因素敏感性分析40-43
• 2.3.1 深厚天然軟土地基上不同坡度圍堰穩(wěn)定性比較40-41
• 2.3.2 有限厚度淤泥地基上圍堰穩(wěn)定性比較41-43
• 2.4 與深厚天然軟土地基上橫向大尺寸模袋砂圍堰的比較43-46
• 2.5 與巖石、碎石土等硬質(zhì)地基上模袋砂圍堰的比較46-47
• 2.6 本章小結(jié)47-49
• 第三章 軟土地基處理后橫向小尺寸模袋砂圍堰穩(wěn)定性分析49-68
• 3.1 引言49
• 3.2 反壓平臺(tái)地基處理圍堰穩(wěn)定性數(shù)值分析49-53
• 3.2.1 模型的建立49-50
• 3.2.2 計(jì)算結(jié)果與分析50-53
• 3.3 水泥土攪拌樁地基處理圍堰穩(wěn)定性數(shù)值分析53-57
• 3.3.1 模型的建立53
• 3.3.2 計(jì)算結(jié)果與分析53-57
• 3.4 真空預(yù)壓法地基處理圍堰穩(wěn)定性數(shù)值分析57-65
• 3.4.1 基于強(qiáng)度折減法的土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)增長(zhǎng)公式57
• 3.4.2 模型的建立57-60
• 3.4.3 不考慮堆載時(shí)間因素的計(jì)算結(jié)果與分析60-63
• 3.4.4 考慮堆載時(shí)間因素的計(jì)算結(jié)果與分析63-65
• 3.5 均質(zhì)地基上橫向小尺寸模袋砂圍堰破壞形式討論65
• 3.6 橫向小尺寸模袋砂圍堰坡比選擇的討論65-66
• 3.7 本章小結(jié)66-68
• 第四章 天然軟土地基上橫向小尺寸模袋砂圍堰穩(wěn)定性理論分析68-74
• 4.1 引言68
• 4.2 地基承載力理論及圍堰極限堆高公式68-73
• 4.2.1 深厚天然淤泥地基上圍堰堆高預(yù)測(cè)公式68-70
• 4.2.2 有限厚度淤泥地基上圍堰堆高預(yù)測(cè)公式70-73
• 4.3 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論、建議、成果及展望74-77
• 結(jié)論74-75
• 建議75-76
• 成果76
• 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果80-81
• 致謝81-83
• 附件83

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