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结构性软土固结及桩基负摩阻性状研究

作　者: 周淼
导　师: 王立忠
学　校: 浙江大学
专　业: 岩土工程
关键词: 结构性土体非线性固结结构强度原位扰动土压缩曲线多层地基负摩阻力静止土压力系数泊松比冲孔灌注桩现场试验离心模型试验
分类号: TU447
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

土的结构性是决定软土工程特性的一个内在因素，开展软土结构性方面的试验和理论研究对进一步弄清软土地基的固结沉降特性是非常重要。我国东南沿海地区广泛分布海相淤泥，在该地区桩基础是被普遍采用的处理大型工程软基的常用方法。而当桩周土的沉降大于桩基的沉积时，就会在桩身产生负摩阻和显著的下拉荷载。本文从土体结构性的角度，探讨了结构性软土地基及其扰动的固结性状，并对位于结构性软土地基中的桩基负摩阻性状进行了分析，用于指导工程实践，具有重要的理论和工程意义。首先，介绍了天然结构性软土的工程特性及其研究现状，并结合温州粘土的薄壁土样固结压缩试验结果，介绍了原状土的固结和压缩性状，加压率对其性状的影响及原位压缩曲线校正方法。其次，结合结构性软土压缩特性研究，提出了扰动土的原位压缩曲线校正方法，通过运用多层地基一维固结解析解和迭代法，建立了能考虑土体结构性和土体自重的非线性一维固结问题的半解析方法，通过详细的计算，得到了结构性软土的孔压消散曲线和固结度随时间变化曲线，揭示了结构性软土地基的一维固结沉降规律及地基扰动对固结和最终沉降量的影响。在此基础上建立了能综合考虑荷载、土的成层性和自重等因素的的成层结构性软土地基的固结控制方程，分析了变荷载下成层结构性软土地基一维固结性状。最后，将结构性软土地基固结沉降的求解运用到位于结构性软土地基中的桩基负摩阻力求解中来，并结合天然结构性软土中静止土压力系数K₀及泊松比v特性研究成果探讨了考虑结构性的桩基负摩阻力性状。本文最后介绍了桩基负摩阻力的试验研究成果，分析了不同的成桩工艺对桩基负摩阻力的影响。

全文目录

第一章绪论  9-22
  1．1 研究背景  9-10
  1．2 结构性软土的研究现状  10-17
    1．2．1 软土结构性的定义  10-11
    1．2．2 结构性软土的微观研究  11-15
    1．2．3 结构性软土的本构模型  15-17
  1．3 结构性软土的工程特性  17-19
    1．3．1 结构性软土的压缩特性  17-18
    1．3．2 结构性软土的固结特性  18
    1．3．3 结构性软土的应力应变关系  18-19
  1．4 结构性软土的固结沉降分析  19-20
  1．5 小结  20-22
第二章结构性软土的固结试验研究  22-33
  2．1 引言  22
  2．2 土体压缩性状试验的研究  22-29
    2．2．1 试验方法和内容  22-23
    2．2．2 压缩曲线性状  23-24
    2．2．3 固结系数随压力的变化趋势  24-25
    2．2．4 压缩系数随压力的变化趋势  25-26
    2．2．5 加压率的影响  26-29
  2．3 原位压缩曲线确定方法  29-31
    2．3．1 结构性较强土体原位压缩曲线确定方法  29-30
    2．3．2 结构性较弱土体原位压缩曲线确定方法  30-31
  2．4 小结  31-33
第三章结构性软土地基扰动及其一维固结性状研究  33-52
  3．1 引言  33
  3．2 结构性软土地基的扰动影响  33-38
    3．2．1 扰动土的原位压缩曲线确定方法  33-37
    3．2．2 原位扰动土计算参数确定方法  37-38
    3．2．3 扰动度评价方法  38
  3．3 结构性软土的一维固结分析  38-45
    3．3．1 问题描述  39-40
    3．3．2 求解过程  40-45
  3．4 算例及分析  45-51
    3．4．1 孔隙水压力消散对比  45-47
    3．4．2 固结度随时间变化的对比  47-49
    3．4．3 最终沉降量的对比  49-51
  3．5 小结  51-52
第四章变荷载下结构性软土地基一维固结性状研究  52-62
  4．1 引言  52
  4．2 问题的描述  52
  4．3 成层结构性软土一维固结的基本方程  52-54
  4．4 变荷载下成层地基一维非线性固结控制方程  54-55
  4．5 问题的求解  55-57
  4．6 算例及分析  57-61
    4．6．1 双层地基的对比  57-59
    4．6．2 加载速率的影响  59-61
  4．7 小结  61-62
第五章结构性软土中桩基负摩阻性状研究  62-83
  5．1 引言  62-63
  5．2 负摩阻力随时间发展的计算模型  63-65
  5．3 问题的求解  65-70
    5．3．1 桩周土体固结沉降计算  65-66
    5．3．2 计算参数的确定  66-68
    5．3．3 计算方法  68-70
  5．4 有效应力法计算负摩阻  70-71
  5．5 算例及分析  71-81
  5．6 小结  81-83
第六章桩基所受负摩阻的试验研究  83-95
  6．1 引言  83
  6．2 原位试验研究  83-87
    6．2．1 试验概况  83-84
    6．2．2 试验方案  84
    6．2．3 试验结果  84-86
    6．2．4 结果分析  86-87
  6．3 固结软土中单桩负摩阻离心机试验研究(摩擦桩及端承桩)  87-93
    6．3．1 离心机模型设计  87-89
    6．3．2 试验结果  89-93
    6．3．3 试验结果分析  93
  6．4 小结  93-95
第七章结论与建议  95-98
  7．1 本文的主要工作总结  95-97
  7．2 进一步研究的建议  97-98
参考文献  98-103

结构性软土固结及桩基负摩阻性状研究

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