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基于CPTU测试预测软土路基沉降方法研究
| 论文题名： | 基于CPTU测试预测软土路基沉降方法研究 |
| 关键词： | 孔压静力触探;路基沉降;数值模拟;软土路基;压缩模量;最优分割分理论;分层方法;固结系数 |
| 摘要： | 孔压静力触探(CPTU)20世纪80年代在国外研制成功后，在国际上得到了飞速发展，并在工程中得到了日益广泛的应用。孔压静力触探作为一种新型的多功能的原位测试技术，具有快捷、连续、可靠、参数多、精度高等优点，是软土地区高效的一种原位测试技术。因此有必要对孔压静力触探的贯入机理及工程应用进行深入研究。 本文以江苏省高速公路建设为依托，以孔压静力触探(CPTU)的贯入机理及基于CPTU预测路基沉降为研究对象，采用数值模拟、室内试验、现场CPTU原位测试及实测沉降相结合的方法，初步地探索了CPTU的贯入机理，深入地研究了基于CPTU预测路基沉降及其与时间关系的方法，在此基础上提出了连云港海相软土与沪苏浙太湖相软土基于CPTU确定压缩模量与固结系数的经验关系，并验证了其可靠性。全文主要研究内容与成果归纳如下： (1)系统地总结了有限元方法分析静力触探贯入机理、基于CPTU预测沉降及基于CPTU孔压消散试验确定固结系数的研究进展，并指出了现有研究中存在的问题。 (2)深入分析了利用ABAQUS有限元软件模拟CPTU动态贯入的理论、方法及模拟结果。分析表明：利用自适应网格技术(ALE)能够保持高质量的网格，避免由于锥尖周围土体高度扭曲而造成的数值计算问题，从而能够最大可能地完成CPTU贯入土体的有限元数值模拟分析研究；模拟结果与实测结果很接近。 (3)针对连云港海相软土和沪苏浙太湖相软土建立了确定压缩模量的经验关系式（Es=3.6×qn与Es=9.8×qn），同时提出利用工程地质分层与基于最优分割理论的力学分层相结合的方法来作为地基土的分层方法，在此基础上得到的预测沉降与实测沉降的比较表明：文中提出的压缩模量经验关系式是可靠的，基于CPTU预测路基沉降比基于室内试验预测沉降更接近于实际情况。 (4)分别建立了连云港正常固结与轻微超固结海相软土和沪苏浙正常固结与轻微超固结太湖相软土的CPTU孔压消散试验确定的水平向固结系数与沉降观测数据反演竖向固结系数的经验关系式(cv=5.72×ch与cv=5.305×ch)，计算结果显示基于现场CPTU孔压消散试验预测路基沉降与时间的关系与实测沉降曲线很接近，进一步验证了基于CPTU孔压消散试验预测沉降与时间关系的可靠性。 |
| 作者： | 涂启柱 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 刘松玉;杜广印 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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