排水松木桩处理软黏土地基界面强度特性室内模型试验

发布时间：2020-03-21 03:33

【摘要】：随着工程建设与地质环境相互依存的理念的深入,传统松木桩作为一种天然材料在环境友好、可逆性加固等方面体现出了优势。目前,在软土地基处理工程应用中松木桩仅考虑置换作用形成复合地基,承载力较低,工后变形较大,限制了其在工程中的应用。鉴于传统松木桩的优缺点,课题组将排水土工布与松木桩相结合开发了一种新型松木桩,即排水松木桩,将排水固结与置换作用相结合,为松木桩更好的应用于软土地基处理进行了探索研究。排水松木桩处理软土地基,主要机理在于将排水松木桩的置换、加筋、排水固结三者相结合。本研究是在课题组前人(熊一帆、2016)初步研究表明增加排水结构层具有一定的排水效果的基础上,对排水松木桩技术做进一步的探讨。前人试验研究的不足之处在于(1)模型尺寸采用φ100mm*H150mm,由于竖向和径向排水路径较为接近,径向排水固结对总固结的贡献在相同条件下不甚分明,初步分析原因是模型尺寸高度偏小。(2)对固结强度及界面强度随固结度的变化没有做研究。基于此,笔者为了量化评价排水松木桩径向排水对总固结度的影响以及研究排水松木桩排水固结过程中界面排水及抗剪强度增长机理,进行改进试验,研究主要内容如下:(1)在课题组前人研究的基础上改进试验模型,确定模型尺寸为φ100mm*H300mm;(2)测试试验土基本物理力学性质指标;(3)研究在相同直径和排水层条件下,界面排水条件对固结强度的影响;(4)研究排水松木杆在径向排水条件下直径和排水层的变化对固结强度的影响;(5)研究径向排水条件下直径和排水层的变化对排水松木杆界面抗拔力的影响;(6)研究不同方案柱状土层排水固结后软土层十字板不排水抗剪强度,与极限拉拔力试验结果进行对比分析;(7)对软土在纯竖向排水时的渗透系数与孔隙比之间的关系进行初步探讨;试验结果表明:排水松木杆在相同直径、相同排水层但是排水条件不同的情况下径向排水占主导作用;直径相同时,随着排水层增大,其固结强度和界面强度增加;相同直径,相同排水层的排水松木杆,其界面抗剪强度与相应状态下的十字板抗剪强度呈线性增长关系;排水层和直径的增大使得排水松木杆处理后的软土层不排水抗剪强度增大,地基强度也增大;排水松木桩桩土之间的摩擦和嵌锁咬合作用使得筋土相对位移变化相比于纯松木桩趋势相对平缓,可以预期排水松木桩技术在中小型水工结构软土地基加固、地下土遗址滑塌病害处理方面等具有一定的应用前景;验证了软土柱状模型试验在纯竖向固结排水时的渗透系数与孔隙比之间线性相关;
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU411

【参考文献】