基于流变效应下泵站不均匀沉降分析和加固措施研究

发布时间：2023-10-03 23:23

　　土体流变导致建筑物不均匀沉降是工程界常见的问题之一。我国有一大批建造在长江、黄河、黑龙江、松花江等土质堤防上的泵站、水闸等水利建筑物。在这些工程运行过程中有很多忽视土体流变的情况下发生了地基沉降的失败案例。本文结合坐落在灰色粉土基础上的厂房不均匀沉降为例,采用现场观测和有限元分析的方法,分析了土体流变对地下厂房的影响,提出减小土体流变对泵站厂房影响的加固措施,并验证了其加固措施的可行性。主要开展了以下内容的研究:(1)根据现场试验和数据,分析所得数据进行泵站结构稳定复核,判断泵站处于不稳定危险状态;对泵站地下厂房进行渗流分析,计算地基的渗流场,分析渗流位势、渗透坡降等分布和变化规律,据三种典型工况下地基内最大渗透坡降分别为0.054、0.024、0.032,来评价地基的渗透稳定性,分析沉井间隙不封闭对泵站建筑物不均匀沉降带来的影响,验证了渗透变形未对泵站厂房造成影响。(2)结合有限单元法建立地下厂房三维有限元模型,研究土体流变对地下厂房不均匀沉降的影响,结果表明:地下厂房开挖过程中不能忽略土体流变对泵站厂房的影响。考虑土体流变后,并且根据安装间下现场检测揭露的地质条件,选取安装间底部的...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 土体流变国内外研究现状
        1.2.2 不均匀沉降国内外研究现状
        1.2.3 地基基础加固国内外研究
    1.3 研究内容与技术路线
第2章 有限元法及流变分析基本原理
    2.1 计算原理及方法
        2.1.1 有限元法的理论基础
        2.1.2 本构模型
    2.2 饱和-非饱和渗流基本理论
        2.2.3 渗流分析有限元方程
        2.2.4 迭代格式
        2.2.5 降雨入渗流量列阵的计算
        2.2.6 渗流量计算方法
        2.2.7 有限元法计算处理
    2.3 本章小结
第3章 泵站不均匀沉降试验及结构复核
    3.1 工程特性
        3.1.1 工程概况
        3.1.2 水文
        3.1.3 地形地貌
    3.2 厂房位移及不均匀沉降测点布置
    3.3 厂房位移及不均匀沉降试验分析
    3.4 稳定分析计算成果及结论
    3.5 本章小结
第4章 泵站建筑物地基站址区渗流场分析
    4.1 模型范围
        4.1.1 计算坐标系
        4.1.2 计算模型有限元网格
        4.1.3 模型边界条件
    4.2 渗流计算参数和工况
    4.3 渗流分析
    4.4 本章小结
第5章 考虑土体流变效应对泵站地基不均匀沉降分析
    5.1 计算模型及工况
        5.1.1 计算模型及网格
        5.1.2 材料参数
        5.1.3 计算工况
        5.1.4 荷载组合
        5.1.5 边界约束及符号约定
    5.2 计算结果及分析
        5.2.1 泵站站址区地基初始应力场
        5.2.2 开挖完成时地基应力场与位移场
        5.2.3 完建时建筑物和地基应力场与位移场
        5.2.4 运行期建筑物和地基的位移场(考虑地基流变)
    5.3 本章小结
第6章 降低流变影响的加固措施效果分析
    6.1 数值模拟理论及方案
    6.2 模拟方案
        6.2.1 旋喷桩复合地基设计
        6.2.2 边界条件及网格划分
    6.3 无桩下有限元分析
    6.4 有桩下有限元分析
        6.4.1 加上部建筑物土体位移变化
        6.4.2 加上部建筑物桩体的应力变化
    6.5 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间公开发表的论文



本文编号：3850856