發(fā)布時間：2018-05-15 20:42

  本文選題：土-膨潤土 + 干濕循環(huán)　； 參考：《浙江大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：我國土壤與地下水污染問題嚴(yán)重,土-膨潤土隔離墻是一種有效阻滯地下水及污染物運(yùn)移的屏障隔離措施,具有良好的應(yīng)用前景。然而目前人們對其力學(xué)特性、固結(jié)行為等方面的認(rèn)識還較為不足,在設(shè)計(jì)、施工及檢測等環(huán)節(jié)的大部分實(shí)踐操作依賴于經(jīng)驗(yàn);研究方面也主要集中于室內(nèi)單元體試驗(yàn),現(xiàn)場實(shí)測資料較少。對此,本文分別從室內(nèi)單元體研究層面、現(xiàn)場足尺研究層面和理論分析計(jì)算層面,對土-膨潤土的力學(xué)與水力特性及其隔離墻的固結(jié)行為開展了深入分析:(1)研究了不同測試方法對墻體材料滲透系數(shù)、壓縮指數(shù)及強(qiáng)度參數(shù)的影響。發(fā)現(xiàn)當(dāng)固結(jié)壓力相對較大時,柔壁滲透試驗(yàn)?zāi)茌^好抑制側(cè)壁滲漏,得到的滲透系數(shù)較低;一維固結(jié)試驗(yàn)獲得的壓縮指數(shù)要大于等向固結(jié)試驗(yàn);固結(jié)快剪試驗(yàn)得到的強(qiáng)度參數(shù)小于三軸不排水壓縮試驗(yàn);干濕循環(huán)會引起試樣的整體脹縮,提高固結(jié)壓力能有效抵抗干縮變形;飽和度隨基質(zhì)吸力增大略有降低,而與固結(jié)壓力關(guān)系不大;試樣核心部分的滲透系數(shù)在3次干濕循環(huán)后變化不大。(2)研究了應(yīng)力路徑對土-膨潤土隔離墻墻體材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的影響,發(fā)現(xiàn)加載應(yīng)力路徑的斜率越大,產(chǎn)生的體變越小,材料的剪切模量衰減越快;固結(jié)線性加載應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系具有歸一化特性;等比例加載過程中的剪應(yīng)變與體應(yīng)變呈現(xiàn)出較好的線性關(guān)系;根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果提出了改進(jìn)的四模量非線性模型,在排水加載條件下獲得了比鄧肯-張模型和修正劍橋模型更符合實(shí)際的計(jì)算結(jié)果。(3)研究了現(xiàn)場條件下土-膨潤土隔離墻長期應(yīng)力狀態(tài)和變形的發(fā)展過程,深入分析了墻體的固結(jié)行為,將成墻過程大致分為沉積階段、主固結(jié)階段和次固結(jié)階段;由于墻體滲透系數(shù)較低,其固結(jié)過程需數(shù)個月才能完成;墻體固結(jié)變形以整體側(cè)向變形為主;固結(jié)過程中兩側(cè)土體將達(dá)到極限平衡并形成滑動楔形體,對墻體中應(yīng)力和變形的大小及分布產(chǎn)生顯著影響;墻體淺部除了固結(jié)變形外,還有相當(dāng)程度的干縮變形。(4)提出了基于CPTU測試結(jié)果計(jì)算墻體不排水抗剪強(qiáng)度的改進(jìn)方法,并采用該方法計(jì)算分析了現(xiàn)場墻體的抗剪強(qiáng)度及其分布;提出現(xiàn)場孔壓消散試驗(yàn)中產(chǎn)生非單調(diào)消散曲線的主要原因是材料的非均質(zhì)性;通過比較計(jì)算發(fā)現(xiàn),基于孔壓消散試驗(yàn)結(jié)果,采用Sully等(1999)提出的方法獲得的固結(jié)系數(shù)ch以及根據(jù)一維固結(jié)理論得到的滲透系數(shù)kh相較于其他方法更接近于室內(nèi)試驗(yàn)的測試結(jié)果。(5)提出了基于水平條分單元力學(xué)平衡分析的墻體應(yīng)力數(shù)值計(jì)算方法,并通過對文獻(xiàn)案例及現(xiàn)場試驗(yàn)的分析驗(yàn)證了方法的合理性;通過參數(shù)敏感性分析發(fā)現(xiàn)地基土內(nèi)摩擦角對水平應(yīng)力影響顯著,并且應(yīng)力分布具有幾何相似性;就簡化條件下提出了相應(yīng)的解析解,并比較了與數(shù)值解之間的差異。(6)通過數(shù)值計(jì)算模擬了現(xiàn)場試驗(yàn)中隔離墻主固結(jié)過程,進(jìn)一步驗(yàn)證了前人關(guān)于墻體側(cè)向擠壓的觀點(diǎn)。通過對污染物運(yùn)移的數(shù)值計(jì)算,分析了固結(jié)作用對隔離墻服役壽命的影響,并對墻體設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)性建議。
[Abstract]:In this paper , the influence of soil - bentonite isolation wall on the stress - strain relationship of soil - bentonite isolation wall is studied in detail : ( 1 ) The influence of different test methods on permeability coefficient , compression index and strength parameter of soil - bentonite separation wall is studied . ( 4 ) The improved method of calculating the shear strength of the wall is proposed based on CPTU test results . The results of calculation of shear strength and distribution of the wall are analyzed by this method .

【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU43;TU317

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本文編號：1893872