论文部分内容阅读
本文以连云港东区滨海相沉积软土地基为研究背景,主要依据双层地基理论,结合实际工程需要,设计室内试验方法、运用理论推导、数值模拟等手段,系统地研究如何构造人工硬壳层及其承载特性,并将其运用到滨海相软土地基上。首先研究水泥-粉煤灰-石棉纤维的配比,进行软土加固试验,探讨加固土的物理力学性质。通过设计正交试验,以无侧限抗压强度为分析指标确定水泥-粉煤灰-石棉纤维最优配合比为15%:1.5%:0.9%;宏观试验控制纤维掺量这一单一变量进行单轴压缩,直剪等试验,研究其对加固土物理力学性质的影响。发现石棉纤维也存在最优掺量为0.9%,抗拉强度较抗压强度提高更为明显;进行电镜扫描等微观试验,研究其加固作用机理。其次由于传统计算公式存在考虑不全或计算繁琐,设定硬壳层内摩擦角j=0°确保公式偏于安全,对其进行简化推导,将剪切破坏面简化为折线形式。结合土力学与静力平衡条件同时考虑人造硬壳层抗剪作用,并对其进行基础宽度和埋深的修正,推导出了简便安全的地基极限承载力公式,结合第五章室内平板载荷试验结果验证公式的合理性。考虑模型试验工程量较大,可重复性有限,利用ABAQUS建立二维平面应变模型,设计正交试验,对硬壳层地基进行数值模拟分析,研究三个主要影响因素（（1）硬壳层厚度H（2）弹性模量比n=E1/E2（3）加载板的宽度b）对人造硬壳层极限承载力的影响,并通过模拟结果反映竖向荷载加载过程中应力、应变以及破坏面的发展情况,研究人造硬壳层在加载过程存在的板体、抗剪、扩散、封闭等作用。最后结合第四章相关结论,对主要影响因素人造硬壳层厚度H进行研究分析,设计不同厚度的室内模型试验,发现地基极限承载力与厚度H呈线性关系,结合试验结果与p-s曲线进行分析可得,人造硬壳层地基在竖向加载作用下,会出现以硬壳层内部应力集中为特征的三个受力变形阶段:弹性、弹塑性、极限状态三个阶段。