《欠固結淤泥質吹填土加固前後變形特性及固結理論研究》是依託天津大學，由孫立強擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：欠固結淤泥質吹填土加固前後變形特性及固結理論研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫立強
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
圍海造陸是解決沿海地區經濟建設土地緊張的快速、經濟的方法。目前圍海造陸工程加固前吹填土為含水量高達120%以上、初始孔隙比為2.8以上的流塑態，屬欠固結土，欠固結吹填土在真空預壓加固過程中及加固後的本構關係、固結理論與天然沉積土存在較大區別。如何根據規劃標高確定吹填標高以及加固後吹填土地基的變形特性是目前工程中遇到的兩大難題，因此對填土加固前後固結變形理論的研究具有緊迫性，已成為國內外學者研究熱點；本項研究通過自主研發的抽真空三軸試驗設備和常規三軸儀對吹填土加固過程中及後期使用期的應力-應變關係進行試驗研究，建立吹填土不同狀態下的本構關係；利用滲流固結儀研究滲透係數和壓縮係數隨孔隙比、有效應力的變化規律，提出固結係數非線性的固結理論；建立吹填土流固耦合計算模型並在計算機上給以實現；通過真空預壓模型試驗對計算模型進行驗證。研究成果可豐富吹填土在土力學理論上的內容並對工程具有較大的指導意義。
結題摘要
吹填土地基加固完成投入工程建設後，利用天然沉積土相關理論進行變形計算，其計算值遠小於實際沉降值，結果導致了許多工程問題的出現，主要體現在:（1）吹填土上修建的建築物周圍吹填土地基出現了較大的整體沉降（最大整體沉降可達到50cm以上），導致建築結構基礎與周圍土體出現較大的沉降差，影響了結構物的使用功能和安全性；（2）吹填土地基較大的整體沉降導致較大的不均勻沉降，另外由於不均勻沉降還造成了地下管線以及其他市政設施的破壞，帶來了巨大的經濟損失。以上工程問題都說明了吹填土地基的工程特性與天然沉積土存在著很大的差別，以往計算理論計算結果與實際情況存在著較大的區別，需要對加固後用於工程建設的吹填土地基的變形固結理論進行深入的研究。 本項目以欠固結的淤泥質吹填土為研究對象，對提出的關鍵科學問題進行相關研究，主要擬通過室內試驗和理論推導對欠固結吹填土真空預壓加固過程中以及加固後的本構關係和固結係數非線性的固結理論進行研究，提出吹填土不同固結階段的流固耦合控制方程，編制有限元程式並通過模型試驗對其驗證。具體研究內容主要包括：（1）欠固結淤泥質吹填土在真空預壓加固過程中及加固後的本構關係；（2）欠固結淤泥質吹填土固結係數非線性的固結理論；（3）建立新近吹填土的流固耦合計算模型，並進行程式開發；（4）吹填土流固耦合計算模型的驗證。通過研究得到以下重要成果：（1）建立了欠固結淤泥質吹填土真空預壓加固過程中以及加固後吹填土的本構關係；（2）提出了淤泥質吹填土加固過程中和加固後滲透係數、壓縮係數隨固結應力和孔隙比的變化規律，分別建立新近吹填土加固過程中的大變形固結理論和加固後固結係數為變數的固結理論；（3）建立了適合於欠固結吹填土不同固結階段的流固耦合計算模型，編寫計算程式，並對計算程式進行了驗證。
