爆炸排淤填石法堤坝的沉降分析与计算

摘要

本文以爆炸排淤填石法筑堤为背景，分别用传统的沉降计算方法和数值分析方法对这种处于深厚淤泥中、断面形状复杂的爆炸排淤填石堤坝进行了最终沉降量的计算，最后基于多孔介质流体渗透理论，提出了一种可以有效计算这种堤坝沉降变形的方法。通过这些工作，得到以下结论： 1．在爆炸排淤填石法中，爆炸的主要作用在于挤淤，完成泥石置换，而对土体本身并无挤密、加固作用；爆炸对于淤泥及堆石的强度影响较小； 2．在爆炸排淤填石堤坝中，堆石体既是堤身材料又是地基材料，同时也利用淤泥软土强度随深度增加较快的特性，使堤坝的稳定性得到较大提高； 3．对同一工程实例用传统的沉降计算方法、有限差分法FLAC<'3D>和有限元法PLAXIS进行了计算分析，并将计算值与实测值进行了比较，结果显示传统的沉降计算方法不适于计算这种处于深厚淤泥中的断面形状复杂的爆炸排淤填石堤坝的地基变形，有限元程序PLAXIS内嵌的软土模型使得它在计算此种堤坝最终沉降量上较为有效； 4．爆炸排淤填石堤坝是一种悬浮式的结构物，基于多孔介质的渗透理论推导的沉降计算公式能较有效的计算此种堤坝的变形，具有一定的实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1爆炸排淤填石法筑堤技术的研究现状

1.2.2沉降计算方法的研究现状

1.3本文研究的目的及主要内容

1.3.1研究目的

1.3.2主要研究内容

2爆炸排淤填石法筑堤技术

2.1概述

2.1.1爆炸法处理软基筑堤技术简介

2.1.2爆炸法处理软基筑堤技术的特点

2.1.3爆炸法处理软基筑堤的主要方法

2.2控制加载爆炸挤淤置换法

2.2.1控制加载爆炸挤淤置换法的基本原理

2.2.2控制加载爆炸挤淤置换法的特点

2.2.3控制加载爆炸挤淤置换法作业的主要施工工序

2.3爆炸排淤填石法的作用机理

2.3.1爆炸排淤填石法的机理分析

2.3.2爆炸处理软基的作用

2.3.3爆炸作用后淤泥的特性

2.3.4爆炸法排淤筑堤技术存在的问题

3现有的沉降计算方法

3.1单向压缩分层总和法和规范法

3.2太沙基一维固结理论

3.3黄文熙三维压缩法

3.4考虑三向变形效应的单向压缩沉降计算法

3.5叶果罗夫法

3.6单向压缩等值层法

3.7应力路径分析法

3.8剑桥模型法

3.9本章小结

4爆炸排淤填石堤坝的沉降计算

4.1工程实例简介

4.1.1工程概况

4.1.2工程地质条件

4.1.3水文气象条件

4.2采用传统的沉降方法计算

4.2.1分层总和法

4.2.2规范法

4.2.3太沙基一维固结理论计算法

4.2.4考虑三向变形效应的单向压缩沉降计算法

4.2.5叶果罗夫法

4.2.6单向压缩等值层法

4.3采用FLAC3D程序考虑流固耦合的数值模拟计算

4.3.1 FLAC3D程序分析流固耦合问题介绍

4.3.2基本理论

4.3.3求解步骤

4.3.4爆炸排淤填石堤坝的沉降计算

4.3.5考虑淤泥变形模量随深度变化对沉降的影响分析

4.4采用PLAXIS程序计算

4.4.1 PLAXIS程序简要介绍

4.4.2软土模型介绍

4.4.3求解步骤

4.4.4爆炸排淤填石堤坝的沉降分析

4.4.5考虑淤泥粘聚力随深度变化对沉降的影响分析

4.5沉降观测结果

4.6几种计算方法的比较

5采用淤泥渗透挤入法计算

5.1概述

5.2计算原理

5.2.1用阿基米德原理进行堤坝的浮力分析

5.2.2多孔介质渗透理论

5.3沉降计算公式推导

5.3.1淤泥挤入碎石体深度的确定

5.3.2堤坝沉降计算公式

5.4实例计算

5.5本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献