浅海淤泥地层爆炸挤淤堆石坝地基破坏模式研究

发布时间：2017-05-13 11:10

  本文关键词：浅海淤泥地层爆炸挤淤堆石坝地基破坏模式研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,在我国东南围海造地工程中出现了一种具有超大埋深和复杂形状断面的新型土工结构物——爆炸挤淤堆石坝。有关爆炸挤淤堆石坝地基土体的研究大多停留在对工程经验的总结,而且对这种地基的变形机理和破坏模式还知之甚少。因此,为了分析坝的稳定性,亟需确定其地基的破坏模式。本论文的研究成果将为建立浅海淤泥地层爆炸挤淤堆石坝稳定性及承载力分析方法提供支撑。 论文的主要内容与成果如下： (1)在理论分析爆炸挤淤堆石坝特点的基础上,制定了堆石坝地基破坏模式室内模型试验方案,同时自行设计、制造了一套可以模拟模型坝加载及实时观测土体变形的试验装置。 (2)通过对依托工程地质情况和相关文献的分析,提出了一种模拟浅海淤泥质土的模型土配制方法；经过对由黏土粉、细砂、水泥和纯净水组成的不同配比的模型土进行室内试验,得到了试样的物理性质和抗剪强度指标;通过对比和分析,最终确定了模型土的组成和配比及制作方法。 (3)利用设计的试验装置与配制完成的模型土进行室内模型试验,试验分为模型坝整体加载和模型坝预设滑裂面加载两种工况,根据试验数据分析得到了模型试验堆石坝地基的承载力特征曲线及地基的破坏模式。 (4)利用有限元分析软件对模型试验进行数值模拟,得到了模型坝地基土体的变形及位移分布,通过与室内模型试验结果的对比和分析,进一步验证了爆炸挤淤堆石坝地基的破坏模式。 (5)鉴于模型试验与实际工程间存在较大差异,以浙江某爆炸挤淤筑坝工程为依托,采用有限元方法对实际爆炸挤淤堆石坝的地基破坏模式进行了模拟预测,并与模型试验结果进行对比,最终确认了堆石坝的地基破坏模式。 本论文的研究成果将极大地丰富和发展浅海淤泥地层爆炸挤淤堆石坝稳定性分析理论,同时还具有一定的工程实用价值,对相关的研究和工程实践有重要的参考意义。
【关键词】：淤泥地层 爆炸挤淤堆石坝 破坏模式 模型试验 数值模拟
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV223
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目录9-13
• 1 绪论13-21
• 1.1 选题背景及研究意义13-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.2.1 爆炸挤淤堆石坝研究现状15-17
• 1.2.2 岩土工程室内模型试验研究现状17-18
• 1.3 研究内容与研究方法18-20
• 1.3.1 研究内容18-19
• 1.3.2 研究方法与技术路线19-20
• 1.4 本文研究的创新点20-21
• 2 爆炸挤淤堆石坝地基破坏模式模型试验方案21-37
• 2.1 试验目的与内容21-22
• 2.1.1 试验目的21
• 2.1.2 试验内容21-22
• 2.2 试验总体方案设计22-23
• 2.3 试验装置设计23-31
• 2.3.1 模型箱及钢护框23-26
• 2.3.2 加载系统26-29
• 2.3.3 数字近景测量系统29
• 2.3.4 试验装置适用性验算29-31
• 2.4 模型材料选择31-33
• 2.4.1 堆石坝材料31-32
• 2.4.2 模型土材料32-33
• 2.5 试验仪器及设备选择33-36
• 2.5.1 荷载传感器33
• 2.5.2 位移传感器33-34
• 2.5.3 数据采集系统34-35
• 2.5.4 观测标志物35-36
• 2.6 小结36-37
• 3 模型土配制试验及分析37-75
• 3.1 模型士配制试验方案37-43
• 3.1.1 试验材料37-38
• 3.1.2 试验仪器与器材38-39
• 3.1.3 试验步骤39-43
• 3.2 模型土配制试验43-67
• 3.2.1 黏土粉-细砂含量变化试验44-51
• 3.2.2 细砂-纯净水含量变化试验51-56
• 3.2.3 水泥-纯净水含量变化试验56-62
• 3.2.4 养护时间变化试验62-67
• 3.3 模型土配制试验结果分析67-74
• 3.3.1 不同变量模型土强度分析67-71
• 3.3.2 模型土配比的确定71-74
• 3.4 小结74-75
• 4 爆炸挤淤堆石坝地基破坏模式模型试验75-101
• 4.1 模型试验前期准备75-80
• 4.1.1 试验装置架设75-76
• 4.1.2 模型土制备与装填76-77
• 4.1.3 观测标志物布设77-79
• 4.1.4 模型坝安放79
• 4.1.5 传感器布设79-80
• 4.2 模型试验参数80-81
• 4.3 模型试验两种试验工况81-84
• 4.3.1 模型坝整体加载工况81-82
• 4.3.2 模型坝预设破裂面加载工况82-84
• 4.4 地基承载力分析84-88
• 4.4.1 施加荷载数据85
• 4.4.2 模型坝沉降数据85-86
• 4.4.3 地基P-s曲线分析86-88
• 4.5 地基破坏模式分析88-100
• 4.5.1 摄影测量结果88-95
• 4.5.2 Tecplot软件后期处理结果95-99
• 4.5.3 不同工况地基破坏模式分析99-100
• 4.6 小结100-101
• 5 室内模型试验数值模拟分析101-125
• 5.1 有限元软件概述101-102
• 5.1.1 Midas/GTS简介101
• 5.1.2 Midas/GTS的适用性101-102
• 5.2 室内模型试验数值模拟102-104
• 5.2.1 计算模型假定102
• 5.2.2 计算模型建立102-103
• 5.2.3 计算参数选取103-104
• 5.3 数值模拟计算结果104-117
• 5.3.1 模型土体竖向位移结果104-113
• 5.3.3 模型土体塑性区变化结果113-117
• 5.4 数值模拟与模型试验结果的对比分析117-122
• 5.4.1 模型坝整体加载工况的对比分析118-120
• 5.4.2 模型坝预设破裂面加载工况的对比分析120-122
• 5.5 小结122-125
• 6 爆炸挤淤筑坝实际工程地基破坏模式预测分析125-135
• 6.1 工程概况125-128
• 6.1.1 地质概况125-127
• 6.1.2 设计施工方案127-128
• 6.2 爆炸挤淤筑坝实际工程数值模拟128-129
• 6.2.1 计算模型假定128
• 6.2.2 计算模型建立128-129
• 6.2.3 计算参数选取129
• 6.3 数值模拟计算结果129-133
• 6.3.1 土体竖向位移结果129-132
• 6.3.3 土体塑性区变化结果132-133
• 6.4 地基破坏模式预测133-134
• 6.5 小结134-135
• 7 结论与展望135-137
• 7.1 研究结论135-136
• 7.2 研究展望136-137
• 参考文献137-141
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果141-145
• 学位论文数据集145

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：362404