荷载作用下河道淤泥气泡混合土地基承载力发挥及破坏机理

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1、分类号：TU-411密级：公开档案号：2018-06-03-081401-2-001学号：1511033001硕士学位论文(学术学位）论文题目：荷载作用下河道淤泥气泡混合土地基承载力发挥及破坏机理学生姓名：曹洋指导教师姓名：顾欢达学科门类：工学专业名称：岩土工程研究方向：软土地基处理及技术应用二〇一八年六月苏州科技大学硕士学位论文荷载作用下河道淤泥气泡混合土地基承载力发挥及破坏机理学生姓名：曹洋指导教师姓名：顾欢达专业名称：岩土工程苏州科技大学土木工程学院二○一八年六月MasterDissertationofSuzhouUniversityofScienceandTechnologyBea

2、ringcapacityandfailuremechanismofFoamedMixtureLightweightsoilfoundationunderloadMasterCandidate:YangCaoSupervisor:HuandaGuMajor:GeotechnicalEngineeringSuzhouUniversityofScienceandTechnologyDepartmentofCivilEngineeringJune,2018苏州科技大学硕士论文摘要摘要苏州作为江南地区比较典型的水网地区，境内分布的大大小小的河道有2万余条，为了保持河道清洁及环境质量，需要定期对河道进

3、行疏浚清淤，由此会产生大量的疏浚淤泥，基于资源有效利用以及环境保护的目的，以疏浚淤泥为原料土对其进行轻量化处理后作为工程用土是一种切实可行的河道淤泥规模化有效利用途径。而作为工程填料土应用时，需要分析河道淤泥气泡混合土地基在荷载作用下的承载性状、破坏模式及承载力指标，以便为工程设计提供依据。本文采取模型试验与数值模拟结合的方法对河道淤泥气泡混合土地基进行探究，并给出适用于河道淤泥气泡混合土地基承载力计算公式。首先采用室内模型试验研究气泡掺入量对河道淤泥气泡混合土地基承载力影响及地基破坏模式。使用的原料来源为苏州某河道的疏浚淤泥，采用分级加载的方式，对模型地基进行载荷试验，每种配合情况实施两

4、次并行试验，模拟河道淤泥气泡混合土地基受荷变形直到破坏的全过程，研究结果表明河道淤泥气泡混合土作为地基材料时破坏首先从加载板角尖处开始，而后向地基纵向与横向发展，直至地基破坏，地基破坏主要是以变形为主，呈现局部剪切破坏模式，试验表明地基破坏范围随着气泡掺入量的增加而增大，裂缝宽度逐渐变大，河道淤泥气泡混合土地基的承载力随着气泡掺入量的增加而降低。而后采用ABAQUS有限元数值计算软件模拟模型试验，通过模拟得到的p~s曲线以及加载板底部塑性贯通时荷载值与试验得到地基极限荷载值进行比较，说明数值计算模型和选用的Mohr-Coulomb屈服准则的合理性，然后对固化剂掺量和基础埋深对河道淤泥气泡混

5、合土地基承载力的影响进行数值计算，进一步研究河道淤泥气泡混合土地基承载力发挥机理与特征，分析得到河道淤泥气泡混合土地基的极限承载力随着固化剂掺入量的增大而增加，且有基础埋深时，地基的极限承载力会提高。最后基于载荷试验得到承载力值及已有地基承载力理论，因为河道淤泥气泡混合土还是属于典型的粘性土范畴，所以假设河道淤泥气泡混合土地基破坏面形成圆弧形滑动面，采用地基发生局部剪切破坏模式情况时需要对地基土强度进行折减处理的原理，推导出适用于河道淤泥气泡混合土地基承载力计算公式，所得结果可为这种混合土的工程应用提供依据。关键词：模型试验；地基破坏模式；地基承载力；地基沉降；数值模拟I苏州科技大学硕士论

6、文AbstractAbstractAsatypicalwaternetworkareainthesouthofthesouthoftheYangtzeRiver,Suzhouhasmorethan2millionriverchannels.Inordertomaintainthecleanandenvironmentalqualityoftheriver,itisnecessarytodredgeanddredgetheriverchannelregularly,thusproducingalargeamountofdredgedsilt,basedonthepurposeofeffect

7、iveutilizationofresourcesandthepurposeofenvironmentalprotection.Siltasrawmaterialandlightweightsoilareusedasengineeringsoil,whichisafeasibleandeffectivewaytoutilizeriversludgeinalargescale.AstheapplicationofEngin