真空堆载联合预压加固软土地基固结特性及数值模拟研究

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1、毕业论文题目：真窒堆毯联金亟压加固熟±地基固结挂：眭丞数值槿拟班究丝厦工程专业2QQ墨级硕士生姓名：俭2≥羞指导教师(姓名、职称)：韭云麴援摘要自真空预压法提出以来，对该方法的研究就从未停止过。近年来，真空堆载联合预压法以其工期短、经济效益好、处理面积大、可以避免因荷载较大引起地基失稳等优点，被广泛应用于各类软土地基处理工程，经过二十几年的迅速发展，真空预压及真空堆载联合预压取得了大量研究成果，但理论研究仍然落后于工程实践。本文结合工程实例，对真空堆载联合预压加固软土地基的固结机理和数值模拟计算方法进行了较为深入的探讨和研究。(1)分别

2、从宏观角度和微观角度对真空预压、堆载预压、真空堆载联合预压三种方法加固机理进行了分析，提出了新的观点，认为真空预压过程中，土体由上而下可以分为地下水位最高点深度线以上土体、地下水位最高点深度线与真空提水深度线之间土体、真空提水深度线以下土体三个区域，地下水位以上土体符合前人所述的真空预压有效应力变化解释，真空提水深度线以下土体符合降水预压的加固机理；而这之间土体既有前人所述真空预压加固机理的特征又有降水预压的特征；从微观角度看，真空预压是土体颗粒结构“自发”“主动”调整、组合、密实的过程，真空压力并不直接作用在土体骨架上，整个过程中土体

3、微细颗粒并未发生破坏；而堆载预压是外部荷载直接作用在土体骨架或颗粒上，土体颗粒是被动重组排列，并在其中伴随着微细颗粒破碎和充填以及晶体结构的大幅调整，因而当荷载过大时会出现破坏情况。这些观点能够很好地解释了工程实践中出现的一些问题和现象；(2)通过对陈家港电厂软土地基加固工程实测资料进行深入分析，系统研究了孔压、超孔压的变化规律，从而揭示了真空堆载联合预压中孔压的微观机理：浅层土体孔压在抽真空开始后迅速减小，深层土体变化不大，真空堆载联合预压期真空度传递到深层土体，深层土体孔压有较大变化。本文探讨了真空堆载联合预压中的土体变形规律，在抽

4、真空开始后，真空度很快达到80kPa，沉降速率很快；堆载开始后也有较大沉降速率，堆载完成后，沉降速率变缓；水平位移在抽真空阶段是向加固区内的，堆载阶段位移是向加固区外的，真空堆载联合预压阶段土体水平位移主要受抽真空影响，土体水平位移趋势是朝向加固区内的；对真空堆载联合预压对周围环境的影响进行了分析，并提出了防护措施；(3)根据固结度等效的原则，lIillllllllllllllllllllllllllllllllllllllllY2373129推导了与单井固结理论等效的砂墙地基等效渗透系数，从而将复杂砂井地基转化为砂墙成层地基，以达到简

5、化计算的目的。结合真空堆载联合预压的加固特点，简化边界条件和荷载，以修正剑桥模型为土体本构模型，在平面应变Biot固结有限元基础上提出一种简化的真空堆载联合预压法的计算方法。与常规有限元方法相比，简便方法具有以下特点：砂井排水单元转换为砂墙排水单元，网格剖分方便；参数简单，意义明确，且易于确定；计算工作量小；运用本文提出的简化计算方法，结合ANSYS有限元计算软件，对工程实例进行了计算，计算结果表明竖向位移和水平位移的计算值和实测值是一致的，验证了本文提出的简化方法是可行和可靠的，可以更为方便地运用于工程实践和设计中。关键词：真空堆载联

6、合预压；软土地基；固结机理；加固效果；ANSYS有限元；平面应变问题；简化方法THESIS：StudyonConsolidationCharacteristicsandNumericalsimulationofStrengtheningSoftFoundmionbyVacuum．surchargePreloading—SPECIALIZATION：GeologicalEngineeringPOSTGRADUATE：XuNaifangMENTOR：Prof．ZhangYunABSTRACTStudyonvacuumpreloadingha

7、sneverbeenstoppedsinceitwasproposed．Recently,vacuum。surchargepreloadinghasbeenwidelyusedinvarioustypesofsoftfoundationtreatmentprojectbecauseofitssignificantadvantages，suchasshortconstructionperiod，goodeconomicbenefit，handlinglargearea，andavoidingfoundationdestabilizatio

8、nwhichresultfromtheexcessload．WithrapidlydevelopinginrecenttWOdecades，greatprogresshasbeenmadeinvacuump