组合型复合地基加固机理与固结特性研究

利用离心模型试验并结合已有研究成果，深入地研究水泥土桩与塑料排水板联合处理软土地基形成的组合型复合地基的加固机理，得到桩体和桩周土体在施工和运行阶段的应力分布情况、超孔隙水压力消散和强度增长的规律以及固结速率的大小；建立该复合地基的固结方程，得到反映固结沉降大小的整体固结度计算式；基于Biot固结理论和修正剑桥模型，用有限元从三维的角度研究组合型复合地基的固结特性，掌握参数变化对固结性状影响的规律性。通过本项目研究得到组合型复合地基加固机理和固结特性，为其优化设计提供科学依据。 2100433B

固结是指松软土壤在外力作用下发生压缩、去水而逐渐密实的过程。当有压力施加在土体时，土粒会更加紧密的压在一起，使土体孔隙中水分逐渐排出、体积变小、密度增大。土壤的固结现象在基础工程中意义重大，是地基沉降的主要因素。土壤的固结度是研究地基沉降量与时间关系的主要依据。

正常固结土超固结土

超固结土是先期固结压力大于现有自重压力的土(Pc>Po)。说明土在历史上曾受过比现有自重压力大的固结压力。超固结土具有以下特性：

压缩变形特性

对于超固结土，外加荷载小于其先期固结压力时，土层的压缩很微小，外加荷载一旦超过先期固结压力，土的变形将显著增大。

含水量较低

由于受前期固结压力的影响，超固结软土的孔隙性较小，故含水量一般低于软土的含水量。

透水性差

由于受前期固结压力的影响，超固结软土的透水性一般较差。

蠕变

土的蠕变特性是土体变形时效特性最典型反应之一，从宏观上描述的软土蠕变现象与其他材料有许多相似之处之外，不同之处在于蠕变变形收固结特性的影响，因此，分析超固结软土蠕变变形时必须考虑土体的渗透性和孔隙水压力的消散。在长期恒定应力作用下，软土将产生缓慢的剪切变形，并导致抗剪强度的衰减；在固结沉降完成之后，软土还可能继续产生可观的次固结沉降 。

正常固结土欠固结土

由于人类的工程活动或自然地质条件的变迁，导致在现存的自重压力作用下未完成固结过程以致仍在继续缓慢地进行着排水固结的土体(层)。其判别标志是现存的自重压力大于其先期固结压力或者超固结比OCR<1。特点：土粒在重力作用下未固结，在沉积压密过程中产生盐类析出或胶结作用，形成“结构强度”，土体压缩曲线变缓。土层形成的此类土一旦“结构强度”遭到破坏，则会产生进一步固结压密，直至形成正常固结状态。如湿陷性黄土受雨水浸泡后产生大量变形。

1.压缩变形特性：

对于超固结土，外加荷载小于其先期固结压力时，土层的压缩很微小，外加荷载一旦超过先期固结压力，土的变形将显著增大。

2.含水量较低：

由于受前期固结压力的影响，超固结软土的孔隙性较小，故含水量一般低于软土的含水量。

3.透水性差

由于受前期固结压力的影响，超固结软土的透水性一般较差。

4.蠕变

土的蠕变特性是土体变形时效特性最典型反应之一，从宏观上描述的软土蠕变现象与其他材料有许多相似之处之外，不同之处在于蠕变变形收固结特性的影响，因此，分析超固结软土蠕变变形时必须考虑土体的渗透性和孔隙水压力的消散。在长期恒定应力作用下，软土将产生缓慢的剪切变形，并导致抗剪强度的衰减；在固结沉降完成之后，软土还可能继续产生可观的次固结沉降。

前言

第1章 绪论

1.1 结构性淤泥土固结机理及模型研究的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 土的结构性研究

1.4 研究中的关键技术问题

第2章 淤泥土固结变形特性研究

2.1 引言

2.2 淤泥土基本物理力学性质

2.3 淤泥土的结构性

2.4 淤泥土室内压缩曲线的特性分析

2.5 淤泥土前期固结压力及结构屈服应力的确定

2.6 结构性淤泥土固结最终沉降量计算

2.7 固结一时间关系分析

2.8 固结度计算

第3章 淤泥土固结过程中孔隙水压力变化规律

3.1 概述

3.2 淤泥土中的孔隙水

3.3 现场实测孔压资料分析

第4章 淤泥土固结过程中微结构变化效应

4.1 引言

4.2 土微观结构定量化指标体系

4.3 微结构定量参数的确定及试验方法

4.4 淤泥土原状样微观结构特征

4.5 淤泥土固结过程中结构单元体变化特征

4.6 淤泥土固结过程中孔隙变化特征

4.7 固结变形与微观结构参数变化特性相关性分析

第5章 变荷载下竖井地基结构性粘弹性固结模型研究

5.1 引言

5.2 结构性粘弹性固结方程的建立

5.3 竖井地基粘弹性固结方程的解析解

5.4 结构性粘弹性模型Biot固结有限元方法

5.5 结构性粘弹性固结模型参数的确定

5.6 结构性粘弹性固结性状分析

第6章 深港西部通道软基处理工程固结变形计算与监测结果分析

6.1 工程概况

6.2 有限元计算分析

6.3 计算结果与分析

第7章 进一步研究工作展望

7.1 几点认识

7.2 进一步研究工作的展望

参考文献