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原文传递滩涂围垦土基对桩基影响的研究

论文题名：	滩涂围垦土基对桩基影响的研究
关键词：	桥梁工程;桩基位移;土体流变;数值模拟
摘要：	沿海滩涂经过围垦形成的软土地基在自重或附加荷载作用下常表现出明显的流变现象，进而导致软土地基中上部建（构）造物诸如桥梁、建筑物等产生滞后位移和变形，甚至破坏。一方面，建于沿海、湖泊等围垦软土层较厚且分布广泛地区的桩基一般要穿过软弱粘土层，由于地表走向（缓倾斜）或下部地质构造不均，在自重应力作用下软土层长期变形，使桩基产生随时间增长的附加应力;另一方面，局部荷载（如填土堆载、围堤或车辆等）作用下，软土产生侧向的流变变形，形成侧向推挤应力，从而使临近桩基受到侧向附加荷载，产生弯曲变形。上述两方面的影响将导致软土中桩基产生随时间不断增长的偏移，危及桥梁的正常使用，甚至导致安全事故。　　本文以浙江省交通运输厅科研项目“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”（编号2014H39）为依托，以实际工程为背景，针对围垦区内土体流变特性及现实工程问题，采用室内试验的方法对重塑土和水泥改性土进行了流变试验，对有围堤和填土堆载时，土体流变对桩基位移影响的时间相关性以及桩基抗偏对策进行了数值模拟研究，主要工作包括以下几个方面。　　(1)对现场所取土样进行了重塑土和水泥改性土的制备，利用自制试验仪器，采用分级加载的方式进行了室内蠕变试验，利用“时间硬化”幂函数蠕变规律对采集的试验数据进行了蠕变参数的拟合，得到了相应的本构方程。　　(2)建立了以实际工程为背景的三维单桩有限元力学分析模型，采用时间硬化幂函数法则与Drucker-Prager屈服破坏准则耦合的土体蠕变本构关系，分析了围堤存在对桩基位移影响的时间相关性以及桩基远离围堤时，缓倾斜土体流变对桩基位移的影响，得到了桩体随时间增加的变形规律。　　(3)建立了以实际工程为背景的三维群桩有限元力学分析模型，采用粘弹塑性流变的土体本构模型，研究了堆载对群桩位移影响的时间效应，并考虑了堆载位置和堆载等级的影响。　　(4)在重塑土和水泥改性土室内蠕变试验参数拟合的基础上，针对堆载作用下的群桩进行了堆载侧地基加固有限元数值模拟，分析了水泥搅拌桩形成的等效水泥土的加固深度和加固宽度等因素对桩基加固效果的影响。
作者：	刘宜庆
专业：	交通运输工程；道路与铁道工程
导师：	张晓春
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文