不同地基土中地下结构浮力折减系数研究
发布时间：2021-09-17 06:51
随着地下空间的开发和利用,地下结构的浮力问题越来越突出。大量工程实践表明,按照阿基米德原理计算的地下结构浮力有所高估。因此目前地下结构浮力计算方法是对阿基米德公式进行折减,进而折减系数如何科学合理取值成为有待解决的问题,这不仅关系到结构的安全性,而且影响着工程工期、造价及设计方案等。在此背景下,本文采取将理论分析、室内试验和数值模拟三者相结合的方法,对地下结构浮力折减系数取值方法展开了系统的研究,为地下结构浮力计算提供参考。本文主要内容及研究成果如下:（1）理论分析方面:从微观及宏观层次介绍了地下结构浮力作用机理;讨论了不同地层中地下结构浮力,分析了折减系数η与地基土结构状态参数（孔隙率n、渗透系数k、干密度ρd）间的关联性,为模型试验和数值模拟提供理论依据。（2）室内试验方面:提出了一套渗流路径完整的浮力测量系统,该系统可消除侧壁摩阻力及基底负压力、并可准确判断模型箱起浮瞬间。利用该系统准确判定了饱和碎石、红砂岩、粉质粘土中的模型箱浮起瞬间,得到了模型箱在这三种地基中受到的实际浮力,并最终得出其浮力折减系数分别为0.988、0.470、0.744。试验中,饱和碎...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某地下车库上浮处理示意图
土的
全日制工程硕士学位论文11第2章地下结构浮力作用机理2.1引言浮力问题最早是由古希腊哲学家阿基米德提出来的，可谓静水力学的经典问题，从古至今一直被沿用。在日常生活中，只要遇到浮力问题，我们就会马上想到阿基米德原理。然而，该原理也有它的适用范围。对于地下结构而言，处于静水中与饱和土中，浮力应该是存在区别的。在饱和土中，地下结构浮力是由水-土颗粒-地下结构相互作用产生的；相对于在单一介质的水中，该浮力问题就变的更为复杂。本章着重就土的微观结构及成分间相互作用、土中孔隙及水的类型、浮力作用下的流固耦合理论、地下结构浮力状态分类和浮力折减系数与土体结构状态的关联性分析作简要阐述，为后续的模型试验和数值模拟提供理论依据。2.2土的微观结构及成分间相互作用浮力作用机理需要从微观层次出发去研究，这种作用机制依赖土体微观结构中的组构方式以及成分之间的分子及原子间的化学键的联结能力。土的微观结构包括单粒组构、蜂窝组构及絮状组构；土体成分间的相互作用包括颗粒与颗粒之间的相互作用、颗粒与水之间的相互作用。2.2.1土的微观结构1925年Terzaghi提出了土的微观结构的概念。1938年Kubiena给微观结构以确切的定义，并且解释了土的骨架排列方式、土的结构-土的基质及其相互间的关系。a)单粒组构b)峰窝状组构c)絮状组构图2.1土的组构示意图1964年Brewer对土的微观结构的概念进一步完善。Mitchell[70-71]曾指出：土的微观结构能很好的反映土的组成成分以及土的历史等；土的结构包括：几何特征和力学特征。几何特征主要指土的孔隙特点、土颗粒组构和自身形态等；土的
【参考文献】：
期刊论文
[1]多元线性回归方法在空气质量指数AQI分析中的应用[J]. 许允之,范莹莹,姚羽霏,孙宏文,杨毅,李鹏程. 煤矿机电. 2019(05)
[2]黏土中孔压传递规律及水浮力折减的试验研究[J]. 陆启贤,任志盛,杨济铭,梅国雄. 工业建筑. 2019(03)
[3]基于分形理论的饱和土孔隙水压力计算模型[J]. 张旭,李明宝,韦娜,孙振国,杨忠翰,田东弘. 长江科学院院报. 2019(06)
[4]基于FLAC3D的软土内地下结构扬托力研究[J]. 张中杰,陈加核,曹攀. 中国市政工程. 2018(01)
[5]软黏土中地下结构浮力测试试验与分析[J]. 宋林辉,王宇豪,付磊,梅国雄. 岩土力学. 2018(02)
[6]基于能量平衡原理的水力劈裂能量耗散研究[J]. 张志敏,高文华,马向前. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(08)
[7]热力耦合边界面模型在COMSOL中的开发应用[J]. 费康,刘汉龙,孔纲强,吴宏伟. 岩土力学. 2017(06)
[8]地铁施工考虑流固耦合效应对地表沉降影响[J]. 张彬,廖连烨,朱凤薇. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2017(01)
[9]FLAC3D流固耦合渗流模型探讨[J]. 邓思远,杨其新,蒋雅君,陈浩. 隧道建设. 2016(02)
[10]不同水压下的黏土孔压传递规律试验[J]. 倪春海,宋林辉,王宇豪,付磊. 南京工业大学学报(自然科学版). 2016(01)
博士论文
[1]考虑渗流影响的基坑工程性状研究[D]. 李玉岐.浙江大学 2005
[2]深基坑水土压力共同作用试验研究与机理分析[D]. 张彬.武汉大学 2004
硕士论文
[1]西北地区特殊红砂岩地层地铁车站抗浮研究[D]. 王露.兰州理工大学 2019
[2]兰州地区某砂岩地基渗透性及抗浮水位研究[D]. 潘增志.兰州大学 2016
[3]不同土层中地下结构抗浮作用的试验研究[D]. 周明.广州大学 2013
[4]地下结构抗浮设计中浮力的研究[D]. 熊欢.中南大学 2013
[5]地下结构抗浮模型试验研究[D]. 张第轩.上海交通大学 2007
[6]城市复杂环境下地下水浮力作用机理试验研究[D]. 周朋飞.中国地质大学（北京） 2006
[7]开挖对饱和软土地基影响的非线性流固耦合分析[D]. 吕小海.天津大学 2005
本文编号：3398187
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某地下车库上浮处理示意图
土的
全日制工程硕士学位论文11第2章地下结构浮力作用机理2.1引言浮力问题最早是由古希腊哲学家阿基米德提出来的，可谓静水力学的经典问题，从古至今一直被沿用。在日常生活中，只要遇到浮力问题，我们就会马上想到阿基米德原理。然而，该原理也有它的适用范围。对于地下结构而言，处于静水中与饱和土中，浮力应该是存在区别的。在饱和土中，地下结构浮力是由水-土颗粒-地下结构相互作用产生的；相对于在单一介质的水中，该浮力问题就变的更为复杂。本章着重就土的微观结构及成分间相互作用、土中孔隙及水的类型、浮力作用下的流固耦合理论、地下结构浮力状态分类和浮力折减系数与土体结构状态的关联性分析作简要阐述，为后续的模型试验和数值模拟提供理论依据。2.2土的微观结构及成分间相互作用浮力作用机理需要从微观层次出发去研究，这种作用机制依赖土体微观结构中的组构方式以及成分之间的分子及原子间的化学键的联结能力。土的微观结构包括单粒组构、蜂窝组构及絮状组构；土体成分间的相互作用包括颗粒与颗粒之间的相互作用、颗粒与水之间的相互作用。2.2.1土的微观结构1925年Terzaghi提出了土的微观结构的概念。1938年Kubiena给微观结构以确切的定义，并且解释了土的骨架排列方式、土的结构-土的基质及其相互间的关系。a)单粒组构b)峰窝状组构c)絮状组构图2.1土的组构示意图1964年Brewer对土的微观结构的概念进一步完善。Mitchell[70-71]曾指出：土的微观结构能很好的反映土的组成成分以及土的历史等；土的结构包括：几何特征和力学特征。几何特征主要指土的孔隙特点、土颗粒组构和自身形态等；土的
【参考文献】：
期刊论文
[1]多元线性回归方法在空气质量指数AQI分析中的应用[J]. 许允之,范莹莹,姚羽霏,孙宏文,杨毅,李鹏程. 煤矿机电. 2019(05)
[2]黏土中孔压传递规律及水浮力折减的试验研究[J]. 陆启贤,任志盛,杨济铭,梅国雄. 工业建筑. 2019(03)
[3]基于分形理论的饱和土孔隙水压力计算模型[J]. 张旭,李明宝,韦娜,孙振国,杨忠翰,田东弘. 长江科学院院报. 2019(06)
[4]基于FLAC3D的软土内地下结构扬托力研究[J]. 张中杰,陈加核,曹攀. 中国市政工程. 2018(01)
[5]软黏土中地下结构浮力测试试验与分析[J]. 宋林辉,王宇豪,付磊,梅国雄. 岩土力学. 2018(02)
[6]基于能量平衡原理的水力劈裂能量耗散研究[J]. 张志敏,高文华,马向前. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(08)
[7]热力耦合边界面模型在COMSOL中的开发应用[J]. 费康,刘汉龙,孔纲强,吴宏伟. 岩土力学. 2017(06)
[8]地铁施工考虑流固耦合效应对地表沉降影响[J]. 张彬,廖连烨,朱凤薇. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2017(01)
[9]FLAC3D流固耦合渗流模型探讨[J]. 邓思远,杨其新,蒋雅君,陈浩. 隧道建设. 2016(02)
[10]不同水压下的黏土孔压传递规律试验[J]. 倪春海,宋林辉,王宇豪,付磊. 南京工业大学学报(自然科学版). 2016(01)
博士论文
[1]考虑渗流影响的基坑工程性状研究[D]. 李玉岐.浙江大学 2005
[2]深基坑水土压力共同作用试验研究与机理分析[D]. 张彬.武汉大学 2004
硕士论文
[1]西北地区特殊红砂岩地层地铁车站抗浮研究[D]. 王露.兰州理工大学 2019
[2]兰州地区某砂岩地基渗透性及抗浮水位研究[D]. 潘增志.兰州大学 2016
[3]不同土层中地下结构抗浮作用的试验研究[D]. 周明.广州大学 2013
[4]地下结构抗浮设计中浮力的研究[D]. 熊欢.中南大学 2013
[5]地下结构抗浮模型试验研究[D]. 张第轩.上海交通大学 2007
[6]城市复杂环境下地下水浮力作用机理试验研究[D]. 周朋飞.中国地质大学（北京） 2006
[7]开挖对饱和软土地基影响的非线性流固耦合分析[D]. 吕小海.天津大学 2005
本文编号：3398187
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