【摘 要】
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南方沿海地区,经济发展迅速,人多地少,历史上就有在浅滩及港湾进行围垦造田的习惯,现在滩涂围海养殖、围涂造地、吹填造陆工程更是数不胜数。由于工程数目多,围垦条件也是复杂多变,因此施工、选材、后期管理维护都存在大大小小的难题。特别是建筑在软基上的海堤,由于施工经验不足、缺乏技术支持、考虑不全面,因此造成工程失败导致沿海居民的生命、财产以及周围环境受到威胁的例子也屡见不鲜。本文采用大型通用有限元软件AB
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南方沿海地区,经济发展迅速,人多地少,历史上就有在浅滩及港湾进行围垦造田的习惯,现在滩涂围海养殖、围涂造地、吹填造陆工程更是数不胜数。由于工程数目多,围垦条件也是复杂多变,因此施工、选材、后期管理维护都存在大大小小的难题。特别是建筑在软基上的海堤,由于施工经验不足、缺乏技术支持、考虑不全面,因此造成工程失败导致沿海居民的生命、财产以及周围环境受到威胁的例子也屡见不鲜。本文采用大型通用有限元软件ABAQUS,从海堤-地基的整体受力性状、影响海堤整体稳定性的因素、淤泥与红黏土做堤身填筑材料的适用性对比等三个方面展开研究分析,希望研究思路、分析方法和得到的结论能对今后的类似海堤工程有一定的参考价值。主要的研究内容及结论包括:(1)通过建立地基与海堤整体的三维模型,包括如下六种断面形式:边坡断面有无混凝土面板的情况,标准断面有无混凝土面板的情况,复式断面有无混凝土面板的情况。分析此六种断面的整体受力性状:Mises应力、水平位移、水箱位移,总结出了一些在软基上筑堤的施工建议,包括铺设砂垫层、铺设镇压层、设置砂井或排水板。并提出可以通过理论计算,使得随着地基强度增长所能承担的荷载大于上部工程荷载的增长,提前做好施工阶段安排;也可以通过现场监测沉降,及时做好施工间歇安排,保证软基不出现异常变形,来确保在施工的过程中软基不会失稳,导致工程失败。(2)对影响海堤工程整体稳定性的因素,包括冲淤条件、填筑充砂管袋老化做了数值模拟分析,得到结论如下。做了排水板处理的复式断面在临海侧冲刷2m,背海侧淤积1m时,海堤工程不会出现整体破坏;受海浪冲刷严重的边坡断面,冲刷深度在5m以上时地基土层出现明显的滑动面,海堤工程存在整体的失稳风险;管袋老化导致的粘聚力下降对海堤工程的主要影响表现为:随着管袋老化海堤工程的最大水平位移、最大竖向位移、最大Mises屈服应力值都有增大的趋势,其中对水平位移的影响幅度是最大的。且会导致海堤结构临海侧的坡面出现局部塑性破坏,也会导致塑料排水板区域的塑性区向上延伸到堤顶形成贯通区域,发生整体滑动破坏。(3)将用高分子土壤固化剂加固前后的淤泥与红黏应用做筑堤材料,土坡坡度取为1:3、1:2.5、1:2三种,对材料与不同坡度组合后的稳定性安全系数作对比分析,得到如下结论。加固前的淤泥不能作为筑堤材料;原状红黏土与加固后的淤泥都能作为安全级别较低的海堤工程的筑堤材料,在具体情况下若是加固后淤泥就能满足强度要求,就地取淤泥加固使用将带来经济效益;加固后的红黏土土坡在不同坡度下安全系数都大于2.0,可以应用于安全级别较高的海堤工程。
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