湖积相软土的自重应力、沉降及参数空间变异性分析

发布时间：2018-03-24 02:06

本文选题：沉积作用　切入点：应力历史　出处：《昆明理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：湖积相软土的沉积作用及应力历史对自重应力及最终沉降量的因素是多方面的,同时,土体抗剪强度参数的分析也是复杂多变的。为了更好地了解沉积作用对软土地基自重应力及最终沉降量计算的影响和地基土抗剪强度参数在空间中的变异特性。以高等土力学和地质统计学为理论基础,对高原湖相沉积软土的自重应力、沉降计算方法及其岩土参数空间变异特性进行了研究。主要研究内容如下:(1)收集了大量的滇池国际会展中心场地地基土的室内试验数据,分析了泥炭质土、软黏土及粉土的抗剪强度参数的影响因素,及它们的抗剪强度与影响因素之间的相关关系。着重研究了泥炭质土的土颗粒比重和抗剪强度指标与其有机质含量之间的联系。结果发现,这三种土的抗剪强度参数与它们的平均标贯次数及天然含水量之间存在一定的相关关系,其中泥炭质土的土颗粒比重随着其有机质含量的增加而减小。(2)土体的沉积作用和应力历史会影响土体自重应力的确定,也会影响地基最终沉降量的确定。由于D-Inp比e-lgp坐标图能够更方便、精确的描述线性问题,根据e-Inp坐标图来推导沉积作用对成层土、正常固结土、超固结土的自重应力与沉降影响的计算表达式。用推导公式对昆明滇池国际会展中心部分深厚软土地基的自重应力和最终沉降量进行计算,并用计算结果和不考虑沉积作用及应力历史影响的计算结果进行对比分析,结果表明,沉积作用对深厚软粘土自重应力和最终沉降量计算值的影响是非常显著的,并且土体厚度越厚,上覆荷载越大其影响越明显。(3)在对地基土的抗剪强度参数的空间变异分析的研究中,考虑到同一研究区域不同位置及埋深的地基土抗剪强度参数的较大差异性,结合遗传算法原理,充分利用了其全局寻优的特性,拟合出了滇池国际会展中心场地中的泥炭质土及软黏土的抗剪强度参数的理论变异函数,并结合变异函数参数对其进行了空间变异分析研究。结果发现泥炭质土及软黏土的抗剪强度参数在东西方向及南北方向的变化范围都要大于竖直方向的,并且这两种土体的粘聚力在竖直方向上的变化范围要小于其内摩擦角的变化范围。(4)克里金法是一种考虑了土体参数空间变异二重性的估值方法,在相当长的一段时间内,通过求解克里金方程组得到的估值权系数一直都没有解决好负权值问题,给实际估值带来了较大误差。结合熵权理论对克里金法的估值权系数进行了负权值的改进。在运用熵权理论对负权值进行改进时,同时考虑了估值权系数及样品点之间距离的修正。并采用改进前后的两种方法对滇池国际会展中心场地中的软黏土及泥炭质土的抗剪强度参数进行了估值。通过对估值结果进行对比分析,发现用改进后的克里金法计算出的两种土体参数的估值要更接近于试验值。论文的研究成果能在一定程度上提高软土地基最终沉降量的计算精度,同时也能通过分析地基土体抗剪强度参数空间变异性得到的规律,提高岩土工程勘察的效率,降低勘察成本。
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【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU447

【参考文献】