深厚淤泥软土地基超大型沉井基础的稳定性及承载力研究
发布时间：2022-10-03 17:32
随着我国近些年桥梁工程的蓬勃发展,不少大跨桥梁的深基础已达到超过百米深的土层,而沉井基础因其整体性好、埋置深度大、承载能力强等特点越来越成为跨江跨海大桥的塔柱基础和锚碇的首选类型,也因此出现了尺寸和埋深均有较大提升的沉井。温州瓯江北口大桥中塔沉井基础位于海积平原深厚软土地区。场地上部为厚达40m的淤泥层,其具有高含水量、高孔隙比、高压缩性、较高灵敏度及触变性等特点。本文结合该沉井的施工过程,通过监测数据分析、理论公式计算、数值模拟等手段相结合,开展了大型沉井在软土地基中的受力特性、下沉稳定性及基底承载能力的相关研究。主要工作和研究成果如下:1.由于下沉过程中的施工扰动,沉井极易出现失稳的问题。通过现场监测数据对软土层中下沉的大型沉井基础的受力规律及影响因素进行了分析,结合理论计算探讨了理论公式的适用性和沉井的下沉稳定性。结果表明,随着沉井下沉的逐步深入,受吸泥扰动的影响减小,侧壁土压力随入土深度呈线性增长关系;进行沉井下沉稳定计算时,直接用地基极限承载力代替沉井底部土的支承力将导致理论的下沉稳定系数偏小。2.目前的研究中,沉井发生突沉的机理尚不明确。利用ABAQUS/Explicit动...
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
主要缩写、符号注释表
第1章 绪论
1.1 本文研究背景及存在的问题
1.1.1 沉井基础的发展概述
1.1.2 深厚软土地区桥梁大型沉井基础工程简介
1.1.3 研究对象特点及存在的问题
1.2 国内外研究现状
1.2.1 沉井在下沉施工阶段的受力研究
1.2.2 沉井基础的基底承载能力研究
1.3 本文主要研究内容及技术路线
第2章 基于实测数据与理论计算的沉井下沉受力及稳定性研究
2.1 监控内容及测点布置
2.2 实测下沉阻力分析
2.2.1 下沉情况分析
2.2.2 基底端阻力的实测数据分析
2.2.3 侧壁土压力的实测数据分析
2.3 软土层中的下沉稳定性分析
2.3.1 现场原位测试结果
2.3.2 理论公式的近似计算结果
2.3.3 承载力结果对比
2.4 本章小结
第3章 软土地基中大型沉井突沉行为分析
3.1 软土层中沉井下沉曲线分析
3.2 基于下沉阻力的软土中大型沉井突沉机理分析
3.2.1 沉井突沉的阶段
3.2.2 突沉前后的实测数据分析
3.2.3 大幅度突沉的机理
3.3 考虑土体损伤的沉井突沉过程数值计算分析
3.3.1 土体损伤的定义
3.3.2 土的弹塑性损伤模型
3.3.3 有限元模型及参数
3.3.4 计算结果与分析
3.4 本章小结
第4章 基于地基破坏包络线的沉井基础整体承载性能研究
4.1 概述
4.2 地基承载力包络线的数值分析方法
4.2.1 有限元计算模型
4.2.2 组合荷载作用下的分析方法
4.3 H-M荷载空间的承载力包络线特性分析
4.3.1 H-M荷载空间中地基承载力包络线对比
4.3.2 极限状态下沉井-地基运动机制分析
4.4 承载力包络面的表达式及规律研究
4.4.1 单向加载模式下的地基极限承载力
4.4.2 承载力包络面的数学表达式
4.4.3 基于拟合表达式的包络线规律探究
4.4.4 与实心基础的承载能力对比
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要研究结论
5.2 研究展望
参考文献
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]沉井基础竖向承载特性的离心模型试验研究[J]. 胡中波,马建林,徐力,梅新咏,王钦科. 铁道标准设计. 2016(12)
[2]大型调压井沉井受力特性探讨及施工方法改进[J]. 潘峰,党发宁,陆亮,段彬,杨小妹. 水利水运工程学报. 2016(01)
[3]沪通长江大桥主航道桥沉井施工关键技术[J]. 李军堂. 桥梁建设. 2015(06)
[4]沪通长江大桥主航道桥沉井-地基作用应力变形分布特征研究[J]. 董亮,戴福忠,郭辉. 桥梁建设. 2015(06)
[5]大型圆形沉井结构应力及其周边沉降计算[J]. 邓友生,万昌中,闫卫玲,时一波,肖本林,赵明华. 岩土力学. 2015(02)
[6]沉井下沉时土压力和侧壁摩阻力分析[J]. 梁穑稼,徐伟,徐赞云. 同济大学学报(自然科学版). 2014(12)
[7]沉井下沉期荷载分布特征的细观试验[J]. 穆保岗,别倩,赵学亮,龚维明. 中国公路学报. 2014(09)
[8]大型沉井建造过程对沉井前期变位影响的数值分析[J]. 穆保岗,龚丛强,龚维明,赵学亮. 公路. 2014(02)
[9]深水特大型沉井下沉及封底施工技术[J]. 李斐. 铁道建筑. 2013(11)
[10]复合加载模式下不排水饱和软黏土中宽浅式筒型基础地基承载力包络线研究[J]. 刘润,王磊,丁红岩,练继建,李宝仁. 岩土工程学报. 2014(01)
博士论文
[1]深埋大截面沉井地基土破坏机理及承载能力研究[D]. 胡伟明.西南交通大学 2017
[2]深大沉井基底土层承载特性研究[D]. 胡中波.西南交通大学 2016
[3]复杂条件下海洋结构物地基承载力特性数值研究[D]. 詹云刚.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008
[4]复合加载条件下海洋地基承载力特性数值分析方法研究[D]. 赵少飞.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]饱和砂土中沉井基础地基承载力的离心机试验研究[D]. 许耘赫.西南交通大学 2016
[2]砂土中沉井侧壁摩阻力离心机试验研究[D]. 石聪.西南交通大学 2015
[3]黄土地区沉井井壁与土的相互作用研究[D]. 赵齐乐.西安建筑科技大学 2012
[4]沉井结构侧壁土压力分布研究[D]. 刘青.西安建筑科技大学 2010
本文编号：3684514
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
主要缩写、符号注释表
第1章 绪论
1.1 本文研究背景及存在的问题
1.1.1 沉井基础的发展概述
1.1.2 深厚软土地区桥梁大型沉井基础工程简介
1.1.3 研究对象特点及存在的问题
1.2 国内外研究现状
1.2.1 沉井在下沉施工阶段的受力研究
1.2.2 沉井基础的基底承载能力研究
1.3 本文主要研究内容及技术路线
第2章 基于实测数据与理论计算的沉井下沉受力及稳定性研究
2.1 监控内容及测点布置
2.2 实测下沉阻力分析
2.2.1 下沉情况分析
2.2.2 基底端阻力的实测数据分析
2.2.3 侧壁土压力的实测数据分析
2.3 软土层中的下沉稳定性分析
2.3.1 现场原位测试结果
2.3.2 理论公式的近似计算结果
2.3.3 承载力结果对比
2.4 本章小结
第3章 软土地基中大型沉井突沉行为分析
3.1 软土层中沉井下沉曲线分析
3.2 基于下沉阻力的软土中大型沉井突沉机理分析
3.2.1 沉井突沉的阶段
3.2.2 突沉前后的实测数据分析
3.2.3 大幅度突沉的机理
3.3 考虑土体损伤的沉井突沉过程数值计算分析
3.3.1 土体损伤的定义
3.3.2 土的弹塑性损伤模型
3.3.3 有限元模型及参数
3.3.4 计算结果与分析
3.4 本章小结
第4章 基于地基破坏包络线的沉井基础整体承载性能研究
4.1 概述
4.2 地基承载力包络线的数值分析方法
4.2.1 有限元计算模型
4.2.2 组合荷载作用下的分析方法
4.3 H-M荷载空间的承载力包络线特性分析
4.3.1 H-M荷载空间中地基承载力包络线对比
4.3.2 极限状态下沉井-地基运动机制分析
4.4 承载力包络面的表达式及规律研究
4.4.1 单向加载模式下的地基极限承载力
4.4.2 承载力包络面的数学表达式
4.4.3 基于拟合表达式的包络线规律探究
4.4.4 与实心基础的承载能力对比
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要研究结论
5.2 研究展望
参考文献
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]沉井基础竖向承载特性的离心模型试验研究[J]. 胡中波,马建林,徐力,梅新咏,王钦科. 铁道标准设计. 2016(12)
[2]大型调压井沉井受力特性探讨及施工方法改进[J]. 潘峰,党发宁,陆亮,段彬,杨小妹. 水利水运工程学报. 2016(01)
[3]沪通长江大桥主航道桥沉井施工关键技术[J]. 李军堂. 桥梁建设. 2015(06)
[4]沪通长江大桥主航道桥沉井-地基作用应力变形分布特征研究[J]. 董亮,戴福忠,郭辉. 桥梁建设. 2015(06)
[5]大型圆形沉井结构应力及其周边沉降计算[J]. 邓友生,万昌中,闫卫玲,时一波,肖本林,赵明华. 岩土力学. 2015(02)
[6]沉井下沉时土压力和侧壁摩阻力分析[J]. 梁穑稼,徐伟,徐赞云. 同济大学学报(自然科学版). 2014(12)
[7]沉井下沉期荷载分布特征的细观试验[J]. 穆保岗,别倩,赵学亮,龚维明. 中国公路学报. 2014(09)
[8]大型沉井建造过程对沉井前期变位影响的数值分析[J]. 穆保岗,龚丛强,龚维明,赵学亮. 公路. 2014(02)
[9]深水特大型沉井下沉及封底施工技术[J]. 李斐. 铁道建筑. 2013(11)
[10]复合加载模式下不排水饱和软黏土中宽浅式筒型基础地基承载力包络线研究[J]. 刘润,王磊,丁红岩,练继建,李宝仁. 岩土工程学报. 2014(01)
博士论文
[1]深埋大截面沉井地基土破坏机理及承载能力研究[D]. 胡伟明.西南交通大学 2017
[2]深大沉井基底土层承载特性研究[D]. 胡中波.西南交通大学 2016
[3]复杂条件下海洋结构物地基承载力特性数值研究[D]. 詹云刚.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008
[4]复合加载条件下海洋地基承载力特性数值分析方法研究[D]. 赵少飞.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]饱和砂土中沉井基础地基承载力的离心机试验研究[D]. 许耘赫.西南交通大学 2016
[2]砂土中沉井侧壁摩阻力离心机试验研究[D]. 石聪.西南交通大学 2015
[3]黄土地区沉井井壁与土的相互作用研究[D]. 赵齐乐.西安建筑科技大学 2012
[4]沉井结构侧壁土压力分布研究[D]. 刘青.西安建筑科技大学 2010
本文编号：3684514
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