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1、湿陷性黄土场地筒仓结构地基处理探究摘要：筒仓结构随着其规模越来越大，对基础和地基的要求也越来越高，尤其是湿陷性黄土地基的承载力和沉降量的要求也更加严格。本文运用有限元软件ABAQUS，对湿陷性有限元模拟与处理方法进行了深入的分析，结合工程实例着重研究了灰土垫层处理厚度对地基沉降与基底反力的影响，确定了灰土垫层的有效处理深度。Abstract:Asthescaleiswiderandwider,silostructurehashigherrequirementforthefoundationandbasis,especiallythebearingcapacityandsettlementofc
2、ollapsibleloessfoundationismorestringent.Thispaperin-depthanalysisonthefiniteelementsimulationandtreatmentofcollapsibleloessbyusingthefiniteelementsoftwareABAQUS,Finally,analyzedtheaffectionofdifferentlimesoilcushionthicknesstothefoundationsettlementandthebasalreactionforce,determinetheeffectivedept
3、h.关健词：筒仓结构；湿陷性黄土；有限元分析；地基处理Keywords:silostructures;collapsibleloess;finiteelementanalysis;groundtreatment中图分类号：TU444文献标识码：A文章编号：1006-4311(2013)13-0093-021数值模拟1.1参数的确定某水泥厂粉煤灰储料筒仓结构，上部结构为圆柱形钢结构筒仓口］，直径16m，高22n%基础为1.6m厚圆形筏板基础，直径18m,满负荷时上部荷载5000T,假定基础板在弹性范围内工作，在ABAQUS中用线弹性材料模拟，混凝土材料强度为C30,弹性模量E=30GPa,密度为
4、2.5g/cm3，采用经验值泊松比v=0.2o厂区场地土层①■④层为第四纪中晚更新世黄土，均具有自重湿陷性，如果处理不好湿陷性问题可能造成严重的工程事故［2・3］,具体参数如aio模型单边尺寸即直径为45m，取深度方向15m厚土层作为地基模型厚度，并将其分为三层分析。1.2黄土湿陷性的模拟强度参数折减法中的模量折减法的应用十分广泛，本文采用模量折减法［4］,下面对该方法简要介绍：模量折减法模拟自重湿陷变形最关键的两个参数是土体的容重和变形模量，即ys和EOs,它们分别表示黄土浸水湿陷后的容重和变形模量，模量折减法可以表示为：YS=yO+Ay(1)E0s=CE0(2)式中：Y0表示黄土湿陷前的容
5、重；Ay表示黄土湿陷后增加的容重；c表示折减系数，C<1；Eo表示黄土湿陷前的变形模量。本章在进行黄土湿陷变形模拟中，土层最大湿陷厚度取为10m,湿陷前、后的具体模型参数见表1o2灰土垫层处理厚度的分析本文根据该工程的实际情况，采用灰土垫层法处理湿陷性，处理后具有一定的胶凝强度和水稳定性，垫层法施工简单，质量容易控制，而且就地取材，成本较低［5］。灰土垫层的计算模型参数：灰土垫层采用摩尔库伦模型,弹性模量E=32MPa,泊松比u=0.16,粘聚力c=50kPa,内摩擦角？准=28。,其余土层参数如表1o垫层厚度分别取2.4m、3.4m、5.4m和7mo2.1地基反力分析图1为数值分析后，不同厚
6、度灰土垫层处理后与处理前土体完全湿陷时地基反力的对比曲线图。从图1中可以明显看出，地基反力的分布随着地基刚度的增加慢慢趋于均匀，同时，地基反力整体数值都在减小，但是在减小的同时，基底反力最大值和最小值的位置有所变化，地基中间部位的压力是先减小后增大的。当灰土垫层厚度为2.4m时，最大反力值与中心的反力值之比为280.158/149.812=1.87;当厚度为3.4m时,比值为1.65;当厚度为5.4m时，比值为1.63;当厚度为7.0m时，比值为1.32o由以上数值计算可知，当地基的刚度增大时，最大反力值与中心发力值之比减小，说明随着地基刚度增大，最大反力值减小，中心的反力值增大，地基反力分布
7、趋于均匀。2.2地基沉降分析图2为不同厚度灰土垫层处理后土体完全湿陷时地基沉降对比曲线。从图2中可以看出，随着灰土垫层厚度的增加，地基的整体沉降量在大幅度的减小，其具体的数值对比分析见表2。同时，地基的沉降曲线也随着垫层厚度的增大而变得更加均匀,有效的减少了地基的不均匀沉降。根据我国规范中筒仓基础计算的规定[6]:基础倾斜率不应大于0.002,平均沉降量不应大于200mm;从表2中的数值可知，就最
