强夯法加固赣榆港区吹填土地基的现场试验与效果评价

发布时间：2017-08-14 13:37

  本文关键词：强夯法加固赣榆港区吹填土地基的现场试验与效果评价

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【摘要】：我国沿海地区的开发导致土地资源不足等问题日益凸显出来,而吹填淤泥凭借其显著的经济、环境和社会效益在填海造陆、港口等工程中得到了广泛应用,很好地解决了传统填料日益匮乏且价格上涨等问题,成为沿海地区的重要资源。但是,由于吹填土的工程性质非常复杂,至今缺乏系统的研究,因此吹填土地基的处理技术尚需要进一步探索与完善。强夯法作为当前应用最广泛的地基处理技术之一,其被用于吹填土地基处理的工程实例还较少,对强夯法加固吹填土地基的现场试验分析和效果评价都需要更加全面和深入的研究。本文选取赣榆港区建设为工程背景,参与强夯方案设计、施工参数选取及地基夯后效果评价等整个过程,通过理论研究、室内试验、现场试验及数值模拟等手段对强夯法加固吹填土地基进行系统研究。主要研究内容和成果如下：(1)深刻认识强夯法的加固机理及其工程应用状况,结合吹填土场地的复杂工程特性,研究强夯法加固吹填土地基的机理。针对吹填土地基的特殊性和复杂性,选取合适的原位测试方法,并采用以原位测试与数理分析相结合的强夯效果评价体系,这种评价体系包括：1)地基土强度改善效果评价；2)地基不均匀系数β与地基土强度指标的变异系数相结合的地基均匀性评价。(2)通过现场试验和室内试验对赣榆港区吹填土的性质进行详细了解,明确夯前场地的工程特性。分析单点夯试验过程中孔隙水压力、夯坑沉降及水平位移的变化,结果表明孔压消散时间约为17h,有效加固深度约为6m,水平影响范围约为6.5m,最佳夯击能为2000kN.m。通过静力触探试验结果,定量验证了吹填土地基的不均匀性。根据单点夯试验结果,确定群夯试验参数。(3)对群夯后的场地进行原位测试,发现在6m的有效加固深度内,地基土的锥尖阻力和动探击数均显著提高,地基在载荷试验中没有出现明显的塑性变形破坏,场地容许承载力、压缩模量及沉降量均满足设计要求。吹填土地基夯后效果评价结果表明,经过强夯加固后,吹填土地基的强度显著提高,地基土强度指标间的差异性减小,地基均匀性得到明显改善。基于本文的研究成果,建议在类似工程中,原位测试方法应优先考虑静力触探,地基土同一强度指标的检测数据最好不少于6组,两个检测点之间的距离应不超过25m。当地基锥尖阻力的变异系数不大于25%,或动探击数在平面范围内的变异系数不超过30%时,结合地基不均匀系数,则可判定地基为均匀地基。(4)采用有限元差分软件FLAC3D对强夯法加固吹填土地基进行数值模拟,分析了吹填土地基内动应力的分布和发展规律,夯沉量和水平位移随夯击能和夯击次数的变化特征,结果表明,动应力在水平方向上的传播使土体发生水平位移和地表隆起；夯沉量随夯击能和夯击次数均呈非线性关系增加,强夯水平影响范围约为6m,影响深度约为8m,夯击能为2000kN.m的收锤击数确定为9击,与现场试验得到的结果基本一致。
【关键词】：强夯法 吹填土地基 地基处理 加固效果评价 数值模拟
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U655.54
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 强夯法概述9-10
• 1.2.2 强夯法发展现状10-11
• 1.2.3 吹填土工程性质研究现状11-12
• 1.2.4 吹填区地基处理方法研究现状12-13
• 1.2.5 吹填土地基均匀性评价研究现状13-14
• 1.3 论文研究内容及意义14-17
• 第二章 强夯加固机理与效果评价17-27
• 2.1 强夯冲击波引起的波动17
• 2.1.1 弹性半空间中的波体系17
• 2.1.2 波的传播17
• 2.2 强夯加固非饱和土的原理17-18
• 2.3 强夯加固饱和土的原理18
• 2.4 吹填土地基的强夯加固机理18-19
• 2.5 吹填土地基强夯加固效果评价19-25
• 2.5.1 评价方法19-22
• 2.5.2 评价指标22-25
• 2.6 本章小结25-27
• 第三章 赣榆港区吹填土特性27-37
• 3.1 工程背景简介27-29
• 3.1.1 地质概况27-28
• 3.1.2 吹填土加固处理方法28-29
• 3.2 夯前吹填土场地特性29-34
• 3.2.1 监测内容与监测点布置29
• 3.2.2 钻孔取土及室内试验29-31
• 3.2.3 原位测试31-34
• 3.3 本章小结34-37
• 第四章 强夯试验及其加固效果评价37-67
• 4.1 单点夯试验37-43
• 4.1.1 试验方案37
• 4.1.2 试验参数分析37-42
• 4.1.3 实验结果综合比较分析42-43
• 4.1.4 群夯参数43
• 4.2 群夯试验43-46
• 4.2.1 试验场地简介44
• 4.2.2 群夯夯点沉降观测44-46
• 4.2.3 钻孔取样及室内试验分析46
• 4.3 强夯加固效果评价46-64
• 4.3.1 地基土强度评价47-57
• 4.3.2 地基均匀性评价57-64
• 4.4 本章小结64-67
• 第五章 强夯法加固吹填土地基的数值模拟分析67-77
• 5.1 FLAC~(3D)简介67-71
• 5.1.1 模型的建立67
• 5.1.2 本构模型67-68
• 5.1.3 施加约束68
• 5.1.4 荷载设置及参数选择68-71
• 5.2 数值模拟结果分析71-76
• 5.2.1 吹填土地基强夯动应力的响应规律71-73
• 5.2.2 夯击能对吹填土地基变形的影响73-75
• 5.2.3 锤击数对吹填土地基变形的影响75-76
• 5.3 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 总结77-78
• 6.2 展望78-79
• 参考文献79-85
• 致谢85-87
• 作者简介87

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本文编号：672966