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杭州软黏土的一维非线性固结与循环荷载下变形特性研究
| 论文题名： | 杭州软黏土的一维非线性固结与循环荷载下变形特性研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;软黏土地基;沉降监测;变形特性;非线性固结;循环荷载 |
| 摘要： | 软土地基广泛分布在我国东南沿海地区，近年来这些地区经济高速发展，城市化进程不断加快，大力发展地下轨道交通对解决因城市化水平不断提高而带来的城市交通堵塞问题有着重要的作用。杭州地区存在大量的深厚软黏土层，建筑在软黏土土层的地铁隧道在施工及运营期会产生长期且较大的沉降变形，其中土体蠕变与交通循环荷载是导致沉降变形的主要原因，因此研究饱和软黏土的蠕变与循环荷载下的长期变形特性具有十分重要的意义。 本文以杭州某地铁工程沿线地基淤泥质软黏土为研究对象，开展了一系列室内物理力学实验和一维固结试验，获得了饱和软黏土试样的竖向应变-时间、e-lgP等曲线，并求得其物理力学指标与压缩性指标。 通过一维蠕变试验，得到了重塑饱和软黏土的竖向应变-时间、e-lgP、竖向应变速率等曲线，求得蠕变系数Cae，Cae随竖向压力的增大减小，并就饱和软黏土蠕变特性的非线性进行分析研究。分析得到，蠕变参数Ψ=Cae/ln10是一个随蠕变时间增加而减小的参数，即饱和软黏土试样在完成主固结沉降后，次固结阶段应变时间曲线不是一条直线，而是趋于平缓。 通过一维循环固结试验研究了不同静竖向应力、动竖向应力、循环荷载波形、频率及振动周次下饱和软黏土的动力特性，得到重塑饱和软黏土的循环固结曲线。将循环固结曲线分为峰值曲线、基值曲线及谷值曲线，其中基值曲线就是累积塑性应变曲线，峰值曲线与谷值曲线到基值曲线的距离即为可逆弹性应变，可逆弹性应变与循环应力比（CSR1）呈线性关系，累积塑性应变经历初期快速增加阶段到后期稳定阶段。循环荷载波形为方波时，可逆弹性应变与累积塑性应变较余弦波时大，频率越小，累积塑性应变越大。 通过分析杭州地铁路基的现场沉降监测数据，结合土样的试验参数和理论分析模型，提出了长期变形的分析预测模型，并将现场实测数据与模型进行了对比分析，验证了计算模型，对比分析发现平均预测误差为10.7%。利用理论模型进一步的预测了地铁隧道10年、20年后的沉降，本文研究成果可为地铁隧道的长期变形沉降分析和控制提供了一定的依据。 |
| 作者： | 郑阳光 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 徐东升 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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