饱和—非饱和粉土地基沉降变形特性试验研究

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1、万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringExperimentalstudyonthedeformationandsubsidencecharacteristicsofSatUraten—UnSatUratedslitS0il10UndationJ■J』1⋯-l一1··MasterCandidate：Major：Supervisor：ZhangLongGeotechnicaiEngineeringProf．LeiX

2、uewenWuhanUniversityofScienceandTechnologyWuhan，Hubei430081，ER．ChinaMay,2014万方数据武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：i坠垄日期：呈坐：三：卫研究生学位论文版权使用授权

3、声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门(按照《武汉科技大学关于研究生学位论文收录工作的规定》执行)送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对J'bN．务。论文作者签名：至整垄指导教师签名：—影厉殳日万方数据摘要,llllllllllllMIIqllHIIIllLY2669436地下水位线以上土体为非饱和状态，以下为饱和状态，通常将这种地基称为饱和一非饱和土地基。地基沉降

4、会造成房屋的倾斜甚至倒塌、路基的塌陷、基坑土堤坝的坍塌等等工程灾害，饱和土地基沉降变形的计算与预测方法已趋于成熟，非饱和土地基沉降变形的计算与预测方法已有很多学者正在研究，而对于饱和一非饱和土地基，其研究尚处于起步阶段。因此，能够准确计算与预测饱和一非饱和土地基的沉降变形显得非常重要。论文针对上海新近沉积粉土，以饱和一非饱和土地基为研究对象，着重研究了在水位下降过程中含水率对粉土抗剪强度和压缩模量的影响，饱和一非饱和土地基在不同荷载作用下饱和部分和非饱和部分沉降变形特性。结合试验研究结果，运用Geo—Studio建立了基于流固耦合理论的饱和一非饱和土地基沉降变形

5、数值模型，并对地下水位下降过程中土体中孔隙水迁移机制进行了详细的分析和研究。论文主要工作及研究成果如下：(1)系统的总结了饱和土地基和非饱和土地基沉降变形在国内外的研究现状，研究分析了饱和土和非饱和土的有效应力原理、渗流原理在软件中的实现过程以及渗流场和应力场的耦合过程。(2)由不同含水率条件下直剪试验得出上海新近沉积粉土的粘聚力c值与土体含水率呈线性关系；内摩擦角缈值在含水率小于9％时，随着含水率增加，妒值减小速率快，在含水率大于9％时，缈值随着含水率增加缓慢增加。(3)通过不同初始含水率不同干密度条件下粉土固结试验得出，土体干密度越小，含水率对其压缩模量影响

6、程度越小。(4)通过饱和一非饱和土地基的室内模型试验得出在计算其沉降变形时不能不考虑非饱和部分也不能将非饱和土体部分作为饱和土体考虑，不然会产生较大误差。由两次模型试验对比，得出在不同荷载作用下，当地基饱和层厚度和非饱和层厚度一定时，非饱和层压缩量与饱和层压缩量有对应成比例的关系。(5)运用Geo—Studio建立了基于流固耦合原理的饱和一非饱和土地基沉降变形数值模型，并运用于实际工程，与监测数据进行对比分析，验证了模型的正确性和万方数据可靠性。关键词：饱和．非饱和；粉土地基：沉降变形；流固耦合；数值模拟万方数据AbstractAbovethewatertabl

7、eisthenon-saturatedsoil，whilebelowitissaturated．Thisfoundationisusuallycalledsaturated-unsaturatedsoilfoundation．Foundationsubsidencewillresultinmanyengineeringdisasters，suchas，thetiltingandevencollapseofhouses，collapseoftheroadfoundation，dam，etc．Calculationandpredictionmethodsofsatu

8、ratedsoilsub