围海造陆工程中高程系统的优化研究

发布时间：2020-09-17 15:29

　　随着人口快速增长和经济的不断发展,现阶段围海造陆工程更加具有鲜明的时代特点。本文主要针对围海造陆工程中的高程系统进行了优化研究。首先对建造围埝、形成陆域、软基加固三大组成部分分别进行研究优化,再综合考虑高程系统对各部分产生的影响,提出优化思路,寻求使工程投资最为经济的方案。在围埝断面的优化过程中,采用BZ软件对不同斜坡坡度与肩台宽度方案组合进行整体稳定性分析,经过技术经济比选得出满足结构稳定性且造价最低的优化截面;在地基处理方面,运用ABAQUS有限元软件对真空预压法下软土地基沉降量进行计算与分析,计算结果与实测数据拟合较好,验证了模型的可行性。另外,综合考虑塑料排水板间距对软基加固时间与费用的影响,得出工程中最优排水板间距;在陆域的形成过程中,随着围埝结构顶面高程的提高,需要吹填的淤泥高程升高,而后期所需补填土量小;反之,如果围埝结构顶面高程降低,则后期补填土量大。由于砂土补填料较吹填淤泥费用价格更高,会对陆域形成的造价产生很大的影响。根据上述规律提出优化思路:调整围埝堤顶高程,改变吹填淤泥厚度与补填土量,综合考虑建埝——吹填——加固三大部分造价的变化,对不同泥面高程不同吹填面积方案进行比选,得出围海造陆工程中高程优化结论。研究表明在深水条件下,小面积及中等面积吹填中建议采用满足规范和稳定性要求的低围埝型式。而在大面积吹填中,高围埝结构优势性明显;在浅水条件任意面积吹填工程均选取高围埝结构方案最为经济。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2012
【中图分类】：P75
【部分图文】：

屈服面,模型,竖向排水体,砂井

图 3-3 Mohr-Coulomb 模型中得屈服面上图为Mohr-Coulomb屈服面在平面的形状及它与Drucker-Prager屈服面，Tresea 屈服面的相对关系。3.3.3 竖向排水体地基简化计算方法将竖向排水体打入软土地基中用来缩短土体的排水距离，能达到快速排水固结的目的。这里所说的竖向排水体包含普通砂井、袋装砂井和塑料排水板。竖向排水体地基实际上是典型的三维固结问题，但是由于三维有限元分析本身的工作量巨大，计算非常繁杂。根据一般的有限元计算方法，采用将砂井转化为砂墙，再对砂井间距和砂井渗透系数进行等效的调整，但是这样仍然较为复杂不易于在工程中推广应用。竖向排水体的主要作用是缩短排水距离，加速土体固结的作用。换言之，为了达到加固土体排水固结的目的，可以直接增加土体的渗透系数。根据固结度等效的原则，可以得出土体的竖向渗透系数与竖向排水体等效，从而将竖向排水体加固的软土地基等效简化成为渗透系数较大的天然层状地基进行计

云图,加固区,沉降,云图

图 3-6 加固区土体竖向沉降云图绘制加固区中心点地表处沉降值与时间对应关系曲线，并与实测结果进行对比，如图 3-7 所示，可以看出，有限元计算得出的沉降结果可以分为两大部分，一部分为插板期产生的沉降，主要是由上部吹填土自重引起，另一部分为真空预压期间产生的沉降。为了更好地拟合实测结果，与工程实际相符合，考虑了真空设备突发事故，停电等一些不可抗拒因素。分段模拟了真空预压过程，根据监测报告在实际工程中插板过程产生的沉降为 0.87m，这与模拟出的插板期沉降拟合较好。有限元计算得出的时间-沉降曲线与实测结果拟合较为吻合，能够较好的模拟出真空预压过程。

沉降曲线,加固区,沉降曲线,中心点

图 3-6 加固区土体竖向沉降云图绘制加固区中心点地表处沉降值与时间对应关系曲线，并与实测结果进行对如图 3-7 所示，可以看出，有限元计算得出的沉降结果可以分为两大部分，分为插板期产生的沉降，主要是由上部吹填土自重引起，另一部分为真空预间产生的沉降。为了更好地拟合实测结果，与工程实际相符合，考虑了真空突发事故，停电等一些不可抗拒因素。分段模拟了真空预压过程，根据监测在实际工程中插板过程产生的沉降为 0.87m，这与模拟出的插板期沉降拟合。有限元计算得出的时间-沉降曲线与实测结果拟合较为吻合，能够较好的出真空预压过程。

【参考文献】