軟粘土變形特性及地基沉降控制理論研究

《軟粘土變形特性及地基沉降控制理論研究》是依託天津大學，由閆澍旺擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：軟粘土變形特性及地基沉降控制理論研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：閆澍旺
• 依託單位：天津大學

項目摘要

我國沿海地區每年圍海造陸面積超過100平方公里，真空預壓法被廣泛用於加固吹填土來形成陸域，經真空預壓加固後形成的特殊軟粘土地基其變形和變形控制問題對於後期的開發和利用至關重要。本課題的研究內容包括：揭示施工期該類軟粘土塑性流動變形機理，提出計算理論、方法和控制措施；建立孔壓均化理論，探討施工期軟土變形速率對構築物穩定性的影響；揭示正常使用條件下軟粘土地基的變形機理，建立吹填土地基特性的本構模型；基於地震、交通及波浪循環荷載的特徵要素，建立荷載要素與軟粘土動變形的對應關係；以室內試驗及工程實測數據為基礎，建立軟粘土的粘-彈-塑性模型，實現對地基長期沉降的有效預測；基於以上研究，結合圍海造陸的工程實踐，編制有關控制軟粘土變形的技術規程。通過以上研究，揭示新近吹填成陸的軟粘土地基在不同應力狀態下的變形機理，提出相應的變形計算理論方法和控制措施，為圍海造陸形成陸域的長期穩定提供理論和技術支撐。

結題摘要

由於天津濱海新區的建設和發展對土地的迫切要求，進行了大規模的圍海造陸工程，普遍採用真空預壓加固吹填土來形成陸域，目前已造陸近百平方公里。這樣形成的特殊軟粘土地基的變形和變形控制問題與一般正常固結的粘土地基不同，對於其開發和利用是至關重要的，需要進行深入研究。為了解決這個問題，本課題從以下幾個方面進行了研究。 i、通過室內試驗和理論分析揭示了施工期吹填形成的軟粘土的塑性流動變形機理，並以此為基礎提出了相應的計算理論和工程控制措施。這對於吹填土形成的地基的正常使用和結構物的選型具有重要的意義。 ii、基於地震、交通及波浪循環荷載的特徵要素，建立了荷載要素與軟粘土動變形的對應關係。 本課題的研究成果表明，與正常固結的軟粘土地基不同，吹填土形成的軟土地基對交變荷載更為敏感，動荷載使地基的孔隙水壓力升高，使結構性的重塑強度降低，造成更為嚴重的後果。有些道路的路面形成波浪起伏，嚴重影響其使用功能。這些成果除了可以深化認識動荷載對吹填土形成的地基的變形特性的科學意義外，對於該種地基上面的道路、碼頭和防波堤的設計和建設具有重要的指導重要。 iii、以室內試驗及工程實測數據為基礎，建立軟粘土的粘-彈-塑性模型，實現對地基長期沉降的有效預測。 軟粘土的粘-彈-塑性應力應變的關係是岩土學科的前沿課題，目前以劍橋模型為基礎的相關研究尚在不斷深入。本課題研究了劍橋模型對於吹填土的適用性，特別是在卸荷狀態負值孔隙水壓力的發展規律方面進行了深化的研究。研究成果可以用於對於基坑開挖、建築物在複雜應力路徑條件下的變形預測。 iv、編制了有關控制軟粘土變形的技術規程。 基於以上研究，結合圍海造陸的工程實踐，通過以上研究，根據揭示的新近吹填成陸的軟粘土地基在不同應力狀態下的變形機理，提出了相應的變形計算理論方法和控制措施，為圍海造陸形成陸域的長期穩定提供理論和技術支撐。在此基礎上編制了相應的技術規程。