沿海围垦区湿度场变化对路桥桩基的影响研究
发布时间：2022-08-23 23:09
沿海滩涂围垦会导致垦区内地基土的湿度场发生显著变化,从长时影响效应来看,总体表现为地基土的干缩沉降现象,同时由于海相软土具有一定的流变性,在湿度变化与蠕变联合作用下往往会导致地基土应力场随时间发生改变,从而使桩基产生随时间不断增加的偏移,危及桥梁的正常使用,甚至导致安全事故。本文依托浙江省交通厅科研项目“沿海滩涂围垦作业对邻近桥桩影响的时空特性及对策研究”（2014H39）,采用现场调查、理论分析、室内试验及数值模拟的方法,针对围垦区内湿度场变化并考虑软土蠕变效应,对桩基变形的时间相关性展开研究,主要研究内容及成果归结为如下几点。首先,基于对湿度场与温度场控制微分方程对比分析,讨论了湿度场与温度场的参数对应关系,给出了湿度场变化时干缩系数与热膨胀参数转换关系式,并通过室内试验,测得了海相软土的干缩系数,为后续温度场等效代替湿度场模拟分析湿度-蠕变联合作用下的桩基变形提供理论支撑及相关参数。其次,通过对海相软土取样颗粒分析实验,得出了淤泥质土的粒径分布特征。根据粒径分布及围垦区气候特征,利用VADOSE/W软件进行了蒸发条件下地基土含水率分布及变化特征研究,得出了含水率分布随时间变化的基...
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及问题的提出
1.2 国内外研究现状
1.2.1 湿度应力场理论研究与应用
1.2.2 土的收缩特性研究方面
1.2.3 围垦工程对路桥桩基的影响研究
1.3 本论文的主要内容和技术路线
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第二章 海相软土的湿度应力场理论分析
2.1 湿度场概述
2.2 湿度应力场理论
2.2.1 湿度应力场控制方程
2.2.2 湿度场的弹塑性状态本构方程
2.3 温度场模拟湿度场的理论基础
2.3.1 控制微分方程相似性
2.3.2 相关参数物理含义的相似性
2.3.3 干缩系数与温缩系数的关系讨论
2.4 本章小结
第三章 海相软土收缩实验及湿度变化规律研究
3.1 围垦区海相软土工程性状及水文气象环境
3.1.1 围垦区海相软土的工程特性及湿度分布
3.1.2 围垦区水文气象条件
3.2 海相软土实验研究
3.2.1 海相软土线收缩率测定
3.2.2 海相软土的粒径分布测定
3.3 海相软土湿度分析数值模型构建
3.3.1 VADOSE/W软件简介
3.3.2 数值模型构建及参数确定
3.3.3 材料参数
3.3.4 气候参数
3.4 蒸发条件下地基土水分分布及湿度变化规律
3.4.1 计算分析过程
3.4.2 计算结果及分析
3.5 本章小结
第四章 围垦地基土湿度应力场变化对桩基影响分析
4.1 有限元分析中的几个关键问题
4.1.1 本构模型确定
4.1.2 材料参数关系
4.1.3 地应力平衡
4.1.4 湿度场加载方式
4.2 有限元分析模型构建
4.2.1 基本假定
4.2.2 几何模型
4.2.3 材料参数
4.2.4 边界条件及接触设定
4.2.5 湿度场及分析步
4.3 不同缓倾斜坡体对桩基的受力变形时间相关性分析
4.3.1 计算分析过程
4.3.2 计算结果及分析
4.4 湿度场作用下不同缓倾斜坡体对桩基的受力变形时间相关性分析
4.4.1 计算分析过程
4.4.2 计算结果及分析
4.5 缓倾斜坡体下湿度场稳定时间对桩基的变形分析
4.5.1 计算分析过程
4.5.2 计算结果及分析
4.6 本章小结
第五章 考虑围堤影响下地基土湿度场变化对桩基影响分析研究
5.1 引言
5.2 有限元分析模型构建
5.2.1 模型尺寸及网格划分
5.2.2 材料参数及接触
5.2.3 湿度场分布及加载方式
5.3 围堤-湿度影响下不同堤桩距时桩基的受力变形时间相关性分析
5.3.1 计算分析过程
5.3.2 计算结果及分析
5.4 围堤-湿度影响下不同缓倾斜坡体时桩基的受力变形时间相关性分析
5.4.1 计算分析过程
5.4.2 计算结果及分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 本论文主要结论
6.2 进一步研究设想
参考文献
致谢
攻读硕士期间所获成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩土体综合导热系数影响因素研究[J]. 周阳,张卉,桂忠强,王克,张亚鸽. 中国地质调查. 2018(01)
[2]一种考虑显热和潜热双重效应的冻土比热计算方法[J]. 夏锦红,李顺群,夏元友,王杏杏. 岩土力学. 2017(04)
[3]含水率变化环境下桩土界面摩擦性能研究[J]. 段杰. 城市道桥与防洪. 2016(10)
[4]边界约束对膨胀土干缩开裂的影响[J]. 袁权,谢锦宇,任柯. 工程地质学报. 2016(04)
[5]连云港基桩工程倾斜事故及对策分析[J]. 王晓军. 江苏建筑. 2016(01)
[6]一种膨胀土湿度应力场的近似计算方法[J]. 申权,杨果林,房以河,杨天尧,何旭. 深圳大学学报(理工版). 2016(01)
[7]流塑状软土复合地基桩土相互作用机理的研究[J]. 姚建平,李琦,李泰灃,张千里,史存林. 铁道建筑. 2015(12)
[8]不同平衡堆载条件下桩基承载特性的原位试验研究[J]. 邓会元,戴国亮,龚维明,朱中发. 岩土力学. 2015(11)
[9]膨胀岩湿度应力场本构模型二次开发研究[J]. 王凯,刁心宏. 岩石力学与工程学报. 2015(S2)
[10]膨胀土收缩性质的试验研究[J]. 汪贤恩,谭晓慧,辛志宇,徐全,谢妍. 岩土工程学报. 2015(S2)
硕士论文
[1]海涂围垦区地基渗流—蠕变对桥桩影响的时间相关性研究[D]. 刘源.东南大学 2017
[2]滩涂围垦土基对桩基影响的研究[D]. 刘宜庆.东南大学 2017
[3]华东典型滩涂围垦区土壤理化性质短时间尺度演变特征[D]. 张徐.南京大学 2016
[4]黄土试样开裂机理试验研究[D]. 白玉锋.长安大学 2014
[5]膨胀土干燥收缩特性试验研究[D]. 张琦.南京大学 2014
[6]软土地基上围垦工程对邻近桥梁桩基影响的研究[D]. 曹猛.长安大学 2013
[7]围海造田地区吹填土的桩土共同作用有限元分析[D]. 岳林飞.西安建筑科技大学 2011
[8]台州湾岸滩演变分析及其滩涂围垦的可持续研究[D]. 池云飞.浙江大学 2010
本文编号：3678655
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及问题的提出
1.2 国内外研究现状
1.2.1 湿度应力场理论研究与应用
1.2.2 土的收缩特性研究方面
1.2.3 围垦工程对路桥桩基的影响研究
1.3 本论文的主要内容和技术路线
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第二章 海相软土的湿度应力场理论分析
2.1 湿度场概述
2.2 湿度应力场理论
2.2.1 湿度应力场控制方程
2.2.2 湿度场的弹塑性状态本构方程
2.3 温度场模拟湿度场的理论基础
2.3.1 控制微分方程相似性
2.3.2 相关参数物理含义的相似性
2.3.3 干缩系数与温缩系数的关系讨论
2.4 本章小结
第三章 海相软土收缩实验及湿度变化规律研究
3.1 围垦区海相软土工程性状及水文气象环境
3.1.1 围垦区海相软土的工程特性及湿度分布
3.1.2 围垦区水文气象条件
3.2 海相软土实验研究
3.2.1 海相软土线收缩率测定
3.2.2 海相软土的粒径分布测定
3.3 海相软土湿度分析数值模型构建
3.3.1 VADOSE/W软件简介
3.3.2 数值模型构建及参数确定
3.3.3 材料参数
3.3.4 气候参数
3.4 蒸发条件下地基土水分分布及湿度变化规律
3.4.1 计算分析过程
3.4.2 计算结果及分析
3.5 本章小结
第四章 围垦地基土湿度应力场变化对桩基影响分析
4.1 有限元分析中的几个关键问题
4.1.1 本构模型确定
4.1.2 材料参数关系
4.1.3 地应力平衡
4.1.4 湿度场加载方式
4.2 有限元分析模型构建
4.2.1 基本假定
4.2.2 几何模型
4.2.3 材料参数
4.2.4 边界条件及接触设定
4.2.5 湿度场及分析步
4.3 不同缓倾斜坡体对桩基的受力变形时间相关性分析
4.3.1 计算分析过程
4.3.2 计算结果及分析
4.4 湿度场作用下不同缓倾斜坡体对桩基的受力变形时间相关性分析
4.4.1 计算分析过程
4.4.2 计算结果及分析
4.5 缓倾斜坡体下湿度场稳定时间对桩基的变形分析
4.5.1 计算分析过程
4.5.2 计算结果及分析
4.6 本章小结
第五章 考虑围堤影响下地基土湿度场变化对桩基影响分析研究
5.1 引言
5.2 有限元分析模型构建
5.2.1 模型尺寸及网格划分
5.2.2 材料参数及接触
5.2.3 湿度场分布及加载方式
5.3 围堤-湿度影响下不同堤桩距时桩基的受力变形时间相关性分析
5.3.1 计算分析过程
5.3.2 计算结果及分析
5.4 围堤-湿度影响下不同缓倾斜坡体时桩基的受力变形时间相关性分析
5.4.1 计算分析过程
5.4.2 计算结果及分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 本论文主要结论
6.2 进一步研究设想
参考文献
致谢
攻读硕士期间所获成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩土体综合导热系数影响因素研究[J]. 周阳,张卉,桂忠强,王克,张亚鸽. 中国地质调查. 2018(01)
[2]一种考虑显热和潜热双重效应的冻土比热计算方法[J]. 夏锦红,李顺群,夏元友,王杏杏. 岩土力学. 2017(04)
[3]含水率变化环境下桩土界面摩擦性能研究[J]. 段杰. 城市道桥与防洪. 2016(10)
[4]边界约束对膨胀土干缩开裂的影响[J]. 袁权,谢锦宇,任柯. 工程地质学报. 2016(04)
[5]连云港基桩工程倾斜事故及对策分析[J]. 王晓军. 江苏建筑. 2016(01)
[6]一种膨胀土湿度应力场的近似计算方法[J]. 申权,杨果林,房以河,杨天尧,何旭. 深圳大学学报(理工版). 2016(01)
[7]流塑状软土复合地基桩土相互作用机理的研究[J]. 姚建平,李琦,李泰灃,张千里,史存林. 铁道建筑. 2015(12)
[8]不同平衡堆载条件下桩基承载特性的原位试验研究[J]. 邓会元,戴国亮,龚维明,朱中发. 岩土力学. 2015(11)
[9]膨胀岩湿度应力场本构模型二次开发研究[J]. 王凯,刁心宏. 岩石力学与工程学报. 2015(S2)
[10]膨胀土收缩性质的试验研究[J]. 汪贤恩,谭晓慧,辛志宇,徐全,谢妍. 岩土工程学报. 2015(S2)
硕士论文
[1]海涂围垦区地基渗流—蠕变对桥桩影响的时间相关性研究[D]. 刘源.东南大学 2017
[2]滩涂围垦土基对桩基影响的研究[D]. 刘宜庆.东南大学 2017
[3]华东典型滩涂围垦区土壤理化性质短时间尺度演变特征[D]. 张徐.南京大学 2016
[4]黄土试样开裂机理试验研究[D]. 白玉锋.长安大学 2014
[5]膨胀土干燥收缩特性试验研究[D]. 张琦.南京大学 2014
[6]软土地基上围垦工程对邻近桥梁桩基影响的研究[D]. 曹猛.长安大学 2013
[7]围海造田地区吹填土的桩土共同作用有限元分析[D]. 岳林飞.西安建筑科技大学 2011
[8]台州湾岸滩演变分析及其滩涂围垦的可持续研究[D]. 池云飞.浙江大学 2010
本文编号：3678655
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