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真空预压加固软基的沉降过程模拟与数值分析
| 论文题名： | 真空预压加固软基的沉降过程模拟与数值分析 |
| 关键词： | 真空预压;固结特性;有限元分析;一维反演;沉降预测模型 |
| 摘要： | 由于采用真空预压法加固软土地基,在加载期间不会出现稳定性问题,可以缩短工期,而且具有很好的加固效果,近年来此法应用非常广泛.然而时至今日,仍然缺乏有效的真空预压设计理论和计算方法,主要还是依据经验进行设计、施工.目前所有涉及真空预压的规范都将真空荷载等效为堆载进行沉降预测,但是其实际应用效果并不能令人满意.因此对如何比较精确地计算沉降,特别是工后沉降,如何真实地模拟土体在真空预压下固结变形的发展过程,及广泛的应用到土体固结的数值计算中等方面的研究是非常有现实意义的.本文研究目的是通过工程实测数据进行理论分析,提出沉降和时间关系的软基沉降计算新理论及其仿真计算方法,并进行数值模拟,与实测结果进行比较分析;同时提出一种利用早期真空预压下的沉降实测数据预测更长时间内的累计沉降量、沉降速度、工后沉降和最终沉降量的优化方案,为实际软基处理工程提供理论依据.按论文的章节顺序,本文的具体研究成果如下:1.本文详细研究了正负压共同作用下土体的固结特性和变形机理,介绍了有关真空预压的解析解及有限元数值计算理论.2.根据现场试验,确定了适合于工程要求的真空预压的设计和施工方法,并分析评价了其加固效果,试验表明:应用真空预压后,地基强度平均提高了97﹪,地基中淤泥质土已消失.3.应用比奥固结有限元方法,采用邓肯一张土体本构关系,模拟现场情况,计算分析了真空预压下土体的固结变形过程.4.根据实测沉降资料,采用一维反演分析法,推导最终沉降量计算公式,结合改进的高木俊介固结度计算方法,建立真空预压的沉降预测模型,并根据计算结果,对比实际沉降过程,对比表明:所建立的沉降预测模型与实测数据吻合,由此所得现场试验的地基平均固结度达86﹪,剩余沉降为87mm,满足工程质量要求.本文在真空预压的有限元分析和沉降预测模型建立方面作了一些系统研究,取得了一些成果,但随着理论研究的深入和工程应用的迫切需要,相关领域的研究也势必将进一步深入. |
| 作者： | 姚志安 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 姜增国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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