淺論吹填淤泥固結(jié)特性與地基處理試驗研究

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1、博士學(xué)位論文吹填淤泥固結(jié)特性與地基處理試驗研究作者:差重12009年8月中國·南京StudyTreSupervisor:Prof.ZhaoWeibingNanjingHydraulicResearchInstituteAugust,2009Nanjing,P.R.China獨創(chuàng)性說明作者鄭重聲明:本博士學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果,也不包含為獲得南京水利科學(xué)研究院或者其他單位的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的貢

2、獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。作者簽名:紐拿日期:蘭=2:墨:?泥自然沉積過程分為兩個階段,第一階段是以細(xì)顆粒絮凝下沉為主的自然落淤階段,該階段歷時短,土體物理力學(xué)性質(zhì)提升顯著;第二階段以自重固結(jié)為主,歷時長且土體性質(zhì)變化緩慢。通過模型試驗,對比分析不同水平排水體和豎向排水體對地基處理效果的影響,提出使用整體式寬板和砂墊層作為豎向和水平排水通道,地基加固效果最好。(3)在模型試驗的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步尋求經(jīng)濟(jì)合理的加固方法,開展新近吹填淤泥地基處理現(xiàn)場試驗研究。對比分析不同真空預(yù)壓加固方案的地基處理效果,研究抽真空引起吹填淤泥地表和深層沉降、孔隙

3、水壓力以及土體物理力學(xué)性質(zhì)的變化,并分析在真空壓力下吹填土與海相淤泥各監(jiān)測項目的不同變化規(guī)律。提出吹填淤泥淺層加固技術(shù),采用薄砂墊層或無砂墊層技術(shù)快速提高吹填層的承載能力。(4)結(jié)合現(xiàn)場試驗,討論了新吹填淤泥地基淺層加固設(shè)計與施工中的關(guān)鍵技術(shù)問題。詳細(xì)闡述了改進(jìn)的無砂墊層真空預(yù)壓淺層加固技術(shù)在新吹填淤泥地基快速加固工程中的施工工藝和技術(shù)要點。該技術(shù)具有工期短、造價低的特點,能滿足淺層加固的承載力要求。(5)在拉格朗日坐標(biāo)系下建立以超靜孔壓為控制變量的一維大變形固結(jié)微分方程,固結(jié)方程中引入指數(shù)函數(shù)模型考慮吹填淤泥的滲透非線性和壓縮非線性,利用有限差分法對

4、方程進(jìn)行求解。得出吹填淤泥地基在自重和荷載作用下超靜孔壓和固結(jié)度隨時間的變化規(guī)律,并與傳統(tǒng)的小變形固結(jié)理論進(jìn)行了對比分析。(6)分析吹填淤泥在固結(jié)過程中的強(qiáng)度增長機(jī)理。由部分排水剪切試驗得出吹填淤泥的凝聚力和內(nèi)摩擦角隨固結(jié)度的增長規(guī)律,結(jié)合沉降與時間的關(guān)系提出估算吹填土抗剪強(qiáng)度的方法,將計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,驗證了該方法對預(yù)測吹填土抗剪強(qiáng)度的適用性。關(guān)鍵詞:吹填淤泥;大變形固結(jié);模型試驗;現(xiàn)場試驗;真空預(yù)壓;施工工藝;抗剪強(qiáng)度StudyonConsoliApproachofHydraulicFillingMudAbstractRecently,m

5、oreandmorereclamationprojectsmakeuseofrecentlydepositedseabed.’‘mudasdredgerfillmaterial,leadingtotheverypoorengineeringcharacteristicsofnewdredgerfillfoundationandtheconsiderabletechnicaldifficultiesforfollowingfoundationtreatment.Thephysicalandmechanicalpropertiesofhydraulicfi

6、llingmudandmarinemudaredifferent.Therefore,theconsolidationbehaviors,strenphincrementrule,reinforcingmethodsofnaturalsoftclayfoundationCan’tbedirectlyappliedtothehydraulicfillingmud.Basedontheabundantliteratures,variousmeasures,includingmodeltest,fieldtestandtheoreticalanalysis.

7、areadoptedtosystematicallyinvestigatetheconsolidationbehaviorsunderself-weightandexternalloadandgroundtreatmenttechnologyofhydraulicfillingmud.Themaincontentofthisstudyisasfollows:(1)Acomparativeanalysisisdoneabouttheengineeringpropertiesofhydraulicfillingmudandnaturalsoftclayfr

8、omsedimentarycharacteristics,substancecompositi

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