深厚软弱覆盖层地基围堰渗流应力非线性耦合与稳定性分析
文献类型:学位论文
作者 | 李鸿远![]() |
答辩日期 | 2020-11-17 |
文献子类 | 硕士 |
授予单位 | 中国科学院大学 |
授予地点 | 北京 |
导师 | 吴梦喜 |
关键词 | 深厚软弱覆盖层,土石围堰,渗流应力场耦合分析,边坡稳定 |
学位专业 | 工程力学 |
其他题名 | Nonlinear coupling of seepage stress and stability analysis of cofferdam in deep soft overburden |
英文摘要 | 深厚软弱堰塞湖相沉积覆盖层上修建高围堰存在沉降变形大、边坡稳定问题突出等问题,目前的研究深度不足以解决实际工程问题。本人在吴梦喜高级工程师的指导下,参与了拉哇上游深厚软弱堰塞湖相沉积覆盖层上所建高围堰工程的分析研究工作。该工作利用MIDAS有限元软件做建模前处理,再基于吴梦喜高工团队研发的LinkFEA软件进行计算分析,对工程进行堰体填筑、基坑开挖全过程的二维渗流应力变形耦合计算,并基于考虑渗流与应力耦合作用的虚功率法分析其边坡稳定安全性,从而得到工程在施工全过程中渗流,位移,应力场以及边坡稳定安全性的动态变化规律。在此基础上,评价围堰地基处理方案的可行性,其分析结果被设计方认可并采用。经过全文总结有以下成果: (1)土体本构模型参数之间是相互关联,相互影响的非线性关系。本文通过拟合土层三轴试验曲线回归土层参数的方法替代工程设计中直接利用各土类参数加权平均得到土层参数的方法,得到了复杂沉积层的土层参数,为实际围堰工程设计提供了支撑。 (2)土体在有效应力的作用下产生变形导致土体的渗透系数发生变化。本文依据试验所得的固结系数与固结压力的关系,压缩模量与固结压力的关系以及静止侧压力系数,推算出渗透系数与平均应力的关系,从而成功在工程计算分析中考虑渗透系数在时间和空间上的变化。 (3)对碎石桩加固软土堰基的复杂围堰工程进行了细致的模拟,得到了堰基碎石桩处理区域超孔隙水压力的非线性分布特征和动态变化规律。 (4)利用降水管井可以降低覆盖层底部强透水层中的承压水头,在基坑开挖过程中显著提升工程的稳定安全性;碎石桩在堰脚外侧并不具备承压的作用,只发挥排水效应,其效果类似于竖直排水砂井,据此可以判断在基坑开挖边坡区域布置碎石桩并没有固脚的作用。这些具有工程意义的结论可以为之后类似复杂软土地基工程的分析与设计提供参考。 (5)本文关于碎石桩加固深厚软土堰基的复杂围堰工程的计算方法与分析结果得到设计院的认可并采用。 |
语种 | 中文 |
源URL | [http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/85399] ![]() |
专题 | 力学研究所_流固耦合系统力学重点实验室(2012-) |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 李鸿远. 深厚软弱覆盖层地基围堰渗流应力非线性耦合与稳定性分析[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式: OAI收割
来源:力学研究所
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